Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.
В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.
История
Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.
Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.
С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.
В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.
Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.
Устройство
В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.
Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.
Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.
Инжекторная система имеет следующие компоненты:
- Топливная форсунка;
- Топливная рампа;
- Насос;
- Сам блок управления;
- И небольшая система датчиков.
Подробнее о каждом компоненте:
- Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
- Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
- Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
- Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
- Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.
Принцип работы
- В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
- Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
- В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
- В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.
Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:
- Впуск;
- Сжатие;
- Сгорание;
- Выпуск.
Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.
В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.
Режимы работы
Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:
- При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
- Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
- После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
- При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
- При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
- Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
- В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
- Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.
Преимущества и недостатки
Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:
- Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
- Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
- Двигатель очень экономичный;
- Полностью соответствует всем экологическим нормам;
- Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.
Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:
- Довольно высокая стоимость и обслуживание;
- Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
- Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
- Двигатель очень зависим от напряжения сети.
Типы инжекторной системы
Сейчас можно встретить три типа:
- Одноточечный впрыск;
- Многоточечный впрыск;
- Непосредственный впрыск.
Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.
Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.
Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.
Современные автомобили все чаще оборудуются бензиновыми , оснащенными инжекторной системой впрыска топлива. В сравнении с карбюратором, инжекторный двигатель работает более стабильно, машина разгоняется намного динамичнее. Благодаря полноценному сгоранию топлива, инжекторный мотор более экономичен, количество токсичных отработавших газов сведено к минимуму и соответствует строгим международным нормам. В отличие от карбюратора, подача топлива в инжекторе производится автоматически.
Разновидности инжекторных моторов
В зависимости от числа форсунок, входящих в конструкцию, инжекторы разделяются на следующие категории:
- Моновпрыск (одноточечный).
- Распределенный.
- Прямой.
В первом варианте имеется единственная форсунка, поставляющая горючее во все цилиндры по очереди. Данная конструкция обладает множественными недочетами, поэтому не нашла широкого применения.
Распределенный впрыск состоит из коллектора и набора форсунок, предназначенных для клапанов впуска цилиндров.
При прямом впрыске топливо поступает из форсунки не в коллектор, а сразу в камеру сгорания.
Как устроен инжекторный двигатель
В конструкцию инжектора входят следующие составляющие:
- ЭБУ ();
- электрический топливный насос;
- распыляющие форсунки;
- рампа;
- датчики;
- регулятор давления.
Перечень электронных датчиков:
- температурного режима;
- ДПДЗ (положения дроссельной заслонки);
- ДПКВ (коленчатого вала);
- ДМРВ (расхода воздуха) и многие другие.
Принцип работы инжекторного двигателя
В отличие от карбюратора, в камеру сгорания инжекторного двигателя топливо подается под большим напором через отверстия специальных форсунок. Смешение горючего с кислородом происходит не заранее во внешнем механизме (карбюраторе), а непосредственно в полости рабочего цилиндра. Благодаря принципиальным различиям в системе впрыска, инжекторный мотор в состоянии вырабатывать мощность на 15% больше, чем карбюратор.
При такой эффективности дозированной топливоподачи сразу становится понятно, какой двигатель лучше, карбюраторный или инжекторный. Замечено, что транспортные средства, оборудованные инжектором, намного экономичнее карбюраторных машин, расходуют намного меньше бензина.
Описание процесса работы инжектора:
- В момент включения двигателя внутреннего сгорания в работу вступает бензонасос.
- Топливо под давлением подается на форсунки.
- Сюда поступают сигналы с ЭБУ, под воздействием которых отверстия открываются в определенное время на заданную величину.
Время открытия форсунки и количество впрыскиваемого горючего зависят от следующих факторов:
На основании данных, поступающих с датчиков, электронный блок управления учитывает малейшие изменения в работе мотора и корректирует точное количество бензина, необходимое для пуска, работы в режимах холостого хода, прогрева, равномерной езды на средней скорости или динамичного хода. Как только в работе двигателя происходят перемены, датчики заставляют блок управления быстро корректировать режимы топливоподачи инжектора.
Интересно: Эффективность работы электронных датчиков можно проиллюстрировать на примере прибора под названием «Лямбда зонд» (кислородный датчик). Он расположен в выхлопном отсеке и отслеживает состав выходящих отработавших газов. В зависимости от показаний данного устройства, блок управления корректирует процентное содержание кислорода в топливовоздушной смеси (обогащает либо обедняет ее).
Наиболее частые проблемы в работе инжектора
Вследствие повышенной сложности устройства инжекторного двигателя, его компоненты в процессе эксплуатации подвержены поломкам. Разбалансированность пропорций топлива и воздуха при подаче в камеру сгорания приводит к следующим проблемам:
- плавающие обороты как во время движения, так и на холостом ходу;
- троение двигателя;
- увеличение расхода топлива;
- снижение мощности силового агрегата;
- изменение цвета выхлопных газов;
- мотор не увеличивает обороты;
- возникают ;
- прогорают клапаны;
- двигатель не заводится.
Если при эксплуатации транспортного средства появились описанные симптомы, это значит, что инжекторный двигатель нуждается в срочном техническом обслуживании с последующей заменой запчастей и настройками системы.
Вероятность возникновения сбоев в работе силового агрегата зависит от степени загрязнения топливного фильтра, отверстий распыляющих форсунок. Чаще всего эти механизмы засоряются при использовании некачественного бензина. Если транспортное средство имеет внушительный пробег более 60 000 км, рекомендуется прочищать либо полностью менять сетку бензонасоса.
Для обеспечения стабильной работы инжектора необходимо регулярно проводить обслуживание мотора:
- Заменять устаревший топливный фильтр на новый экземпляр.
- Очищать сетку бензонасоса.
- Промывать топливный бак.
- Очищать форсунки.
Нужно ли прогревать инжекторный двигатель зимой
Среди автовладельцев часто возникают дискуссии по поводу, прогревать ли инжекторный двигатель зимой. Известно, что инжекторный двигатель и карбюраторный существенно различаются. Моторы, оснащенные инжекторным впрыском, более технологичны, материалы изготовления рабочих элементов обладают улучшенными характеристиками, смазочные жидкости более приспособлены к работе при пониженных температурах. Отмечается существенная разница в работе и холодном запуске бензиновых моторов, карбюраторного и инжекторного типов.
Однако, вопреки представленным доводам, существуют приверженцы предварительного прогрева инжекторов, особенно в зимние месяцы.
Интересно: В Европе на законодательном уровне запрещено прогревать мотор или давать работать двигателю на холостом ходу длительное время вблизи жилых домов. Если водитель допускает подобные нарушения, ему грозят высокие штрафы. В странах СНГ экологические стандарты не отличаются повышенной строгостью. Здесь принято проявлять основную заботу не об окружающей среде, а о дорогостоящем транспортном средстве.
Почему не заводится инжекторный двигатель- основные причины
Несмотря на высокое качество и надежность инжекторных двигателей, бывают ситуации, когда при включении зажигания мотор не желает запускаться. В качестве наиболее частых причин можно выделить следующие пункты:
- неисправности элементов топливной системы;
- системы зажигания (проверить свечи и при необходимости их заменить);
- загрязнение стартера (поможет удаление отработки и прочих вредных отложений, а затем тщательное смазывание механических соединений);
- недостаточное количество заряда в аккумуляторной батарее;
- нарушение целостности электропроводки, очаги коррозии на проводах;
- отказ датчика положения коленчатого вала.
Первым делом рекомендуется проверить наличие бензина в баке машины. В топливную систему входит множество рабочих механизмов, чаще всего причину нужно искать в исправности насоса, целостности предохранителей, реле, состоянии фильтрующих элементов, подводящих трубок.
В системе зажигания решающая роль отводится свечам. От их качества и общего состояния зависит запуск мотора.
Переделка карбюратора на инжектор
На вопрос, можно ли карбюраторный двигатель переделать в инжекторный, однозначный ответ – да. Модернизация системы питания под силу водителям, обладающим достаточным опытом в проведении ремонтных работ своими руками. Главное условие, подготовить нужные запасные части.
Основные этапы:
- Замена впускного коллектора.
- Ресивера.
- Установка корпуса воздушного фильтра.
- Замена топливных магистралей.
- Монтаж нового бензинового бака, оснащенного электро-бензонасосом.
- Установка электронного блока управления.
- Монтаж датчиков.
- Замена насоса смазочной системы.
- Смена генератора и ремня на клиновой вариант исполнения.
- Прокладка нового жгута электрической проводки.
После контрольного запуска инжекторного двигателя требуется регулировка состава топливо воздушной смеси (установка правильных пропорций) на холостом ходу и пр. Такие работы выполняются специалистами, разбирающимися в настройках электроники при проведении мероприятий по чип-тюнингу.
При переделке мотора основной проблемой для автовладельца является поиск и приобретение элементов для замены по приемлемой стоимости. Вместо покупки не б/у, а новых составляющих, выгоднее заменить транспортное средство с карбюраторным двигателем на аналогичный автомобиль, с установленным штатным инжектором.
Сейчас практически на любом бензиновом моторе легкового автомобиля, используется инжекторная система питания, которая пришла на смену . Инжектор благодаря ряду рабочих характеристик превосходит карбюраторную систему, поэтому он является более востребованным.
Немного истории
Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы впрыска топлива появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.
Первые инжекторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.
Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологии, конструкторы вернулись к инжекторной системе впрыска топлива, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.
Что такое инжектор и чем он хорош
Инжектор дословно переводится как «впрыскивание», поэтому второе название его – система впрыска с помощью специальной форсунки. Если в карбюраторе топливо подмешивалось к воздуху за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах мотора, то в инжекторном моторе бензин подается принудительно. Это самое кардинальное различие между карбюратором и инжектором.
Достоинствами инжекторного двигателя, относительно карбюраторных, такие:
- Экономичность расхода;
- Лучший выход мощности;
- Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
- Легкость пуска мотора при любых условиях.
И достигнуть этого всего удалось благодаря тому, что бензин подается порционно, в соответствии с режимом работы мотора. Из-за такой особенности в цилиндры мотора поступает топливовоздушная смесь в оптимальных пропорциях. В результате, практически на всех режимах работы силовой установки в цилиндрах происходит максимально возможное сгорание топлива с меньшим содержанием вредных веществ и повышенным выходом мощности.
Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя
Виды инжекторов
Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электронные элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.
Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же .
Всего существует три типа инжекторных систем впрыска, различающихся по типу подачи топлива:
- Центральная;
- Распределенная;
- Непосредственная.
1. Центральная
Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.
Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.
2. Распределенная
Распределенный впрыск топлива
Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У такого типа инжекторных двигателей топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.
Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.
К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.
3. Непосредственная
Система непосредственного впрыска топлива
Система непосредственного впрыска на данный момент – самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.
Конструкция и принцип работы инжектора
Поскольку система распределенного впрыска – самая распространенная, то на именно на ее примере рассмотрим конструкцию и принцип работы инжектора.
Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную. Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.
Механическая составляющая инжектора
Система питания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
К механической части инжектора относится:
- топливный бак;
- электрический ;
- фильтр очистки бензина;
- топливопроводы высокого давления;
- топливная рампа;
- форсунки;
- дроссельный узел;
Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.
Видео: Инжектор
Принцип работы инжектора
Что касается назначения каждого из них, то все просто. Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.
Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.
Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.
Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.
С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.
Электронная составляющая
Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.
Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:
- . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
- Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
- (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
- Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
- (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
- . Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
- Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
- Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;
Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.
Что касается подачи топлива, то на основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.
При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.
Инжекторы быстро пришли на смену карбюраторам. Сейчас уже сложно встретить легковой автомобиль с бензиновым двигателем, который оборудован карбюратором. Принцип работы инжектора позволяет существенно экономить топливо и производить меньшие выбросы в окружающую среду.
Такая система питания имеет ряд преимуществ перед карбюратором и позволяет существенно увеличить срок эксплуатации, но и требует соответственного уровня ухода. Давайте подробнее рассмотрим историю создания инжектора, типы топливных систем под его управлением и разберемся как же это все работает.
История
В 80-х годах начали вводится нормы экологического выброса для автомобилей, именно их ввод можно считать точкой отчета установки инжекторов на автомобили. Но разработка и сам принцип работы инжектора возник намного раньше, примерно на 50 лет, то есть в 30-х годах. Но в то время толчком для разработки было повышение мощности, а не выбросы в окружающую среду.
Первыми моторами, на которые была установлена инжекторная система питания были двигателя военных самолетов. Если судить по изобретениям тех времен, то инжектор полностью выполнял отведенную ему функцию. Но как только появились реактивные двигатели, то такие системы перестали применяться. Для применения в автомобилях инжекторная система механической конструкции практически не подходила. Карбюратор выигрывал, так как инжекторная система не успевала перестраиваться под режимы работы двигателя, которых у машины намного больше, чем у самолета.
Второе дыхание инжекторная система получила, как только начала развиваться электроника. Ну и конечно же, не малую роль в этом деле сыграла экологичность такой системы. Ввиду того, что карбюратор очень сильно загрязняет атмосферу пришлось разрабатывать ему замену и инженеры решили вернутся к старой доброй инжекторной системе, только намного изменили принцип её работы.
Преимущества инжектора
Второе название инжекторной системы — система впрыска. Даже дословный перевод слова инжектор значит ничто иное, как система впрыска. Принцип работы инжектора основывается на принудительной подаче топлива в систему , в отличии от карбюратора, внутрь которого бензин попадает за счет разрежения воздуха в цилиндрах. Именно принудительность подачи топлива существенно отличает инжектор от карбюратора.
Часто водители задаются вопросом о том, чем же инжектор лучше карбюратора? А существенных плюсов у него несколько:
- Экономия топлива;
- Повышение мощности двигателя;
- Меньшее количество выбросов в окружающую среду;
- Инжекторный двигатель очень легко заводится при любых условиях.
Все это достигается простым способом — подачей топлива порциями , которые зависят от режима работы мотора. Эта особенность дает возможность подавать в цилиндры оптимальную смесь, соотношение воздуха и топлива в которой полностью сбалансированно. Повышенная мощность достигается за счет того, что при каждом такте работы мотора в цилиндр попадает оптимальная смесь.
Видео о принципе работы инжектора
Виды инжекторов
Несмотря на все недостатки механической системы управления инжектором, именно такие устройства были установлены на первых автомобилях. Но они дополнительно оснащались электронной системой управления, что позволяло существенно улучшить работу двигателя.
В современных автомобилях вся система управления построена на электронных датчиках и переключателях. Контроль над всеми элементами осуществляется с помощью электронного блока управления. Именно развитие электроники дало путь к дальнейшему усовершенствованию системы впрыска топлива.
Инжекторы различаются только по типу подачи топлива и таких систем насчитывают всего три:
- Центральная;
- Непосредственного впрыска.
- Распределенная;
Давайте подробнее рассмотрим принцип работы инжектора в каждой из таких систем.
Центральная система подачи топлива
Центральная система подачи топлива не применяется в современных автомобилях и считается устаревшей и малоэффективной. Если кратко говорить о принципе её работы, то он заключается во впрыске топлива в одном месте, в котором оно смешивалось с воздухом и дальнейшим его распределением по цилиндрам.
Тут прослеживается некоторая схожесть с принципом работы карбюраторной системы подачи топлива, есть лишь одно существенное отличие — подача топлива осуществляется под давлением. Благодаря подаче под давлением можно добиться смешивания топлива с воздухом и его распыления. Но существенным недостатком такой системы является невозможность контролировать равномерную подачу во все цилиндры.
Но были у такой системы и существенные преимущества, прежде всего это простота устройства и мгновенная реакция на изменения в работе мотора. Но равномерного наполнения цилиндров достичь не удалось, соответственно и топливо в них сгорало по разному. Это и не дало такой системе широкого распространения.
Непосредственного впрыска
Самой совершенной на данный момент считается система непосредственного впрыска топлива. Её отличие от описанной выше заключается в непосредственном принудительном впрыске топлива в цилиндры и смешивании его с воздухом внутри него.Тут наблюдается схожесть принципа работы с дизельными двигателями. Среди плюсов такой системы является уменьшение расхода и увеличение мощности. А минусами является привередливость к качеству топлива и сложность конструкции.
Распределенная
Принцип работы инжектора по распределенной системе впрыска топлива считается оптимальной на сегодняшний день и применяется чаще всего. Несмотря на впрыск топлива непосредственно во впускной коллектор, бензин все равно подается отдельно в каждый цилиндр. Для достижения раздельной подачи топлива, элементы конструкции установлены возле головки двигателя и бензин попадает в зону работы клапанов.
Такая конструкция позволяет получить идеальную смесь воздуха и топлива, которая обеспечивает максимальное горение и мощность. Экологичность, экономичность и повышение мощность — все это можно получить благодаря распределенной системе впрыска топлива.
Но несмотря на целый ряд плюсов, у такой системы есть и свои минусы — она очень привередлива к качеству топлива, а её конструкция довольно сложная для ремонта и эксплуатации. Но несмотря на это, она стремительно набирает обороты в использовании и постоянно улучшается.
Принцип работы инжектора и его конструкция
Думаю что будет лучше всего, если мы рассмотрим принцип работы инжектора на распределенной системе впрыска, так как именно она установлена на большинстве автомобилей и считается одной из самых удачных и распространенных.
Для удобства предлагаю разделить систему подачи топлива на две основные составляющие — электронную и механическую. Роль механической системы достаточно простая — обеспечение непрерывной и дозированной подачи топлива в цилиндры. А вот управление и контроль системы производится электроникой.
Механическая часть
Механическая составляющая инжекторной системы включает в себя следующие компоненты:
- бензонасос (электрический);
- топливный бак;
- фильтр очистки бензина;
- топливную рампу;
- топливопроводы высокого давления;
- форсунки;
- дроссельный узел;
- воздушный фильтр.
Этот список составляющих не исчерпывающий. В зависимости от конструктивных особенностей двигателя и системы управления в механическую часть могут включатся и другие элементы. Приведенный выше список является списком обязательных элементов для любого двигателя.
Принцип работы
Теперь давайте рассмотрим зачем все эти составляющие нужны и какую работу выполняет каждая из них. Думаю все и так знают, что топливный бак это емкость для бензина. Электрический бензонасос, который расположен в баке, обеспечивает непрерывную подачу топлива под давлением.
После чего топливо попадает в фильтр, где очищается от примесей и прочего мусора. Топлипроводы высокого давления позволяют бензину беспрепятственно двигаться по системе подачи топлива.
Регулятор давления не позволяет достигать критической отметки давления во всей системе. Через регулятор топливо попадает в топливную рамку, которая подводит его к форсункам. Форсунки расположены во впускном коллекторе.
Несколько лет назад форсунки срабатывали под давлением топлива и их конструкция была полностью механической. Тут принцип работы достаточно прост — бензин оказывает давление на пружину форсунки и открывает её, а уже через неё и впрыскивается в цилиндры.
Сейчас на большинстве автомобилей устанавливают электромагнитные форсунки. Основной составляющей, которой являются обычный якорь и обмотка. Канал подачи топлива открывается благодаря получению сигнала от электронной системы управления.
С обратной стороны в систему принудительно подается воздух, через воздушный фильтр. Дроссельный узел с заслонкой располагается в патрубке по которому идет воздух. Когда водитель нажимает на педаль газа, он воздействует на заслонку. Но водитель осуществляет контроль только над воздухом, который подается в цилиндр, топливо регулирует электронная система управления.
Электронная часть
Блок памяти и контролер являются основными составляющими в электронной системе управления, которая в свою очередь выполняет роль основы электронной части инжекторной системы. Блок управления осуществляет контроль над системой подачи топлива благодаря целому ряду датчиков, которые входят в конструкцию инжектора.
Двигатель внутреннего сгорания - весьма сложный и технологичный агрегат. С годами его конструкция совершенствуется, появляются новые системы и механизмы. Еще недавно на улицах можно было встретить карбюраторные автомобили. Сейчас даже «девятки» ездят на инжекторе. Считается, что это более современная система питания, которая позволяет увеличить производительность силового агрегата и снизить расход топлива. Не каждый знает, как работает инжектор. Что это такое, из чего состоит — узнаем из данного материала. Также рассмотрим особенности данной конструкции и принципы ее работы.
Характеристика
Название происходит от английского слова Inject, что дословно переводится как «впрыскивать». Что это такое - инжектор?
Это специальная форсунка, что устанавливается на двигатель внутреннего сгорания и является частью его системы питания, более усовершенствованный аналог карбюратора. Основная задача клапана инжектора - это распыление топливно-воздушной смеси в камере сгорания.
Впервые такая система была внедрена в начале 50-х годов на двухтактном двигателе купе Goliath 700. Спустя небольшое время начала появляться на «Мерседесах» (в том числе на модели 300 SL). Однако массовое вытеснение карбюраторов произошло лишь в 70-х годах. Немецкие производители начали использовать механический инжектор (также известный как «К-Джетроник»). С годами система получила электронное управление.
Инжектор на ВАЗе
До автомобилей ВАЗ он добрался лишь в нулевых годах. Первым автомобилем с таким мотором стала отечественная «десятка». Далее производитель начал устанавливать инжектор на ВАЗ-2114, 21099 и прочие модели. Эра карбюраторов прекратила свое существование.
Устройство инжектора
Если рассматривать саму форсунку, то она состоит из нескольких элементов:
- Фильтра тонкой очистки.
- Нажимной пружины.
- Электромагнита.
- Коннектора.
- Обмотки электромагнита.
- Резиновых уплотнителей.
- Иглы-клапана.
- Защитного кожуха.
Находится она между топливной рейкой и впускным коллектором.
Кроме этого, форсунка взаимодействует со следующими деталями:
- Топливным насосом (погружного типа, с электрическим приводом).
- Регулятором давления.
- Электронным блоком (основной управляющий элемент).
- Различными датчиками (температуры ДВС и концентрации СО в газах).
В зависимости от типа, инжектор (что это такое, мы уже знаем) может осуществлять подачу топлива напрямую в цилиндр либо во впускной коллектор. Последняя схема практиковалась на автомобилях с моновпрыском. Но вскоре автопроизводители перешли на более усовершенствованный, распределенный впрыск. В таком случае для каждого цилиндра стоит своя форсунка.
Принцип работы любого инжектора (8-клапанного ВАЗа в том числе) состоит в подаче бензина с воздухом через специальный клапан. А далее эта смесь поджигается свечей в камере, и поршень производит полезную работу.
Типы распределенного впрыска
Существует несколько способов подачи топлива на автомобилях с распределенным впрыском:
- Одновременный. В таком случае все инжекторы одновременно подают порцию бензина.
- Парно-параллельный. Клапан форсунок открывается парно. Так, одна открывается перед выпуском, другая - перед впрыском.
- Фазированный. В данном случае клапан инжектора открывается перед тактом впрыска.
- Прямой. Здесь подача смеси осуществляется прямо в камеру сгорания.
Чтобы состоялся впрыск, необходимо обеспечить в конструкции соответствующее давление. Его вырабатывает погружной электрический бензонасос. Находится он в баке. А количество подаваемого топлива и момент открытия клапана регулируются электронным блоком управления и датчиками, считывающими необходимую информацию.
На современных авто работа инжектора (2110 ВАЗ — не исключение) зависит от установленной в ЭБУ программы. Она может быть «залита» нештатно. Если речь идет об отечественных ВАЗах, то это «Январь» (обычно версии 5,1). Для чего это делается? Перепрошивка электронного блока позволяет более рационально использовать топливо и энергию для работы и движения автомобиля. В результате инжектор на 8 клапанов работает не хуже, чем 16-клапанный.
О вспомогательных элементах
Одного блока управления недостаточно для корректной работы инжектора. Поэтому такие авто оснащаются дополнительно каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом. Для чего нужен первый элемент? Он необходим для дожигания несгоревшего бензина, который вылетает из камеры вместе с отработавшими газами (последние также фильтруются, проходя сквозь соты внутри). Ресурс катализатора составляет около 120 тысяч километров. Часто соты элемента оплавляются, и газы не в состоянии пройти через них в полной мере. Это происходит из-за обогащенной смеси, которую подает инжектор. Что это такое? Данная смесь имеет большую концентрацию топлива в себе, нежели положено нормой. Ввиду этого часть бензина догорает в выпускной системе.
Лямбда-зонд тоже взаимодействует с инжектором. Что это такое? Это датчик, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Устанавливается он в выхлопной системе. На основании показаний лямбды блок определяет, в какой пропорции готовить смесь инжектору. В идеале значение должно составлять около единицы. Если показания не соответствуют норме, смесь будет богатой или бедной. В обоих случаях это вредно для двигателя.
Неисправности
Существуют ли неисправности у инжектора? Несмотря на свою технологичность, эта система тоже имеет свои слабые места. Так, инжектор сильно подвержен загрязнениям. Он плохо «переваривает» бензин сомнительного происхождения. Часть отложений остается внутри форсунки. Это происходит при испарении топлива после выключения ДВС. Так, форсунка остается все еще «мокрой». Пары бензина испаряются, а более тяжелые фракции остаются внутри. Они не в состоянии пройти через сетку, из-за чего форсунка начинает лить, а не распылять топливо. Это заметно при работе силового агрегата. Мотор начинает троить, не держит обороты, а машина плохо идет на разгон.
Можно ли вернуть нормальную работу инжектора? Для этого необходимо произвести его чистку. Процесс выполняется двумя способами:
- На месте, не снимая форсунки. В данном случае используется специальная присадка в бак.
Она смешивается с топливом и по идее разжижает грязь на сетке. Но, как показывает практика, результат от такого применения оставляет желать лучшего. Вдобавок, можно повредить резиновые элементы системы и насос, поскольку присадка содержит в себе много химии и весьма агрессивна.
- Со снятием и разборкой. Это более эффективный метод. Но такую чистку лучше производить на стенде. В последнее время популярной стала ультразвуковая чистка инжектора. Как отмечают отзывы, она весьма эффективна. С инжектора удаляется вся грязь и ненужный налет.
Протекание форсунок
Перечисляя неисправности, стоит отметить такую вещь, как протекание форсунок. Инжектор становится негерметичным ввиду износа седла клапана. Это происходит на пробеге за 200 тысяч. Также форсунка течет из-за попадания нагара между седлом или иглой. В результате клапан не в состоянии полностью закрыться, и часть топлива проникает в камеру сгорания. Это сопровождается повышенным расходом топлива, неприятным запахом выхлопа и падением мощности двигателя.
Какой инжектор выбрать?
Если предстоит покупка подержанного авто, стоит поинтересоваться, какой впрыск у данного двигателя. Много автомобилей 90-х оснащены единой форсункой. Это так называемый моновпрыск. Особых проблем он не вызывает, но при возможности стоит выбирать авто с распределенным впрыском. Такая система более надежная и простая в ремонте. Какой инжектор выбирать не стоит, так это механический с приставкой «Джетроник».
Им укомплектовывали «Мерседесы» в 80-х и начале 90-х годов. Систему очень трудно настроить. Некоторые даже производят замену механического инжектора на электронный. Но стоит это около 400 долларов. Поэтому если и выбирать автомобиль с инжектором, то только с распределенным впрыском, где для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка с электронным управлением.
Заключение
Итак, мы выяснили, что такое инжектор, как он работает и в чем его особенности. Система весьма технологична и позволяет производить более точное смесеобразование и равномерное распыление бензина, нежели в карбюраторе. При использовании качественного топлива инжектор прослужит очень долго. Система не требует каких-либо настроек и регулировок, как карбюратор. Вдобавок на том же полуторалитровом моторе можно получить больше крутящего момента и снизить расход. Поэтому такая система обрела столь широкую популярность и признание среди автомобилистов.