Системы впрыска топлива бензиновых двигателей: виды и принцип работы

Краткая история появления

Система впрыска топлива начала активно внедряться в 1970-х годах, как реакция на повышенный уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Он был заимствован из авиационной промышленности и представлял собой более безопасную экологически чистую альтернативу карбюраторному двигателю. Последний был снабжен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разности давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась низким КПД. Причиной тому был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть свой потенциал. Ситуация изменилась в конце 1990-х с разработкой электронных систем управления двигателем. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого в цилиндры топлива и процентное содержание компонентов топливовоздушной смеси.

Другой вариант классификации

Система бывает разных типов и опций.

  • Одновременное сочетание редко рассматривается с практической точки зрения. За один ход одновременно активируются все форсунки внутри него.
  • Параллельная работа (попарно) — за один оборот вала форсунки активируются попарно, один раз за оборот.
  • Поэтапно, последовательно — когда после того, как вал совершил один оборот, любая из форсунок настраивается отдельно. В этом случае элемент открывается 1 раз перед входом.

Независимо от варианта классификации, все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых при работе.

Принцип действия

Что такое прямой впрыск топлива и в чем его преимущества?

Самый важный компонент системы — ТНВД. С его помощью бензин, поступающий в рампу высокого давления, может быть конструктивно совершенно разным, это зависит от того, кто его произвел. Основное различие насосов в количестве поршней, оно может быть одиночным или их может быть несколько. Привод осуществляется с помощью распредвалов. Кроме того, в системе есть клапаны, которые не позволяют давлению в автомобиле превышать установленные пределы. В основном давление регулируется в нескольких местах. Например, при сливе топлива из ТНВД эту функцию выполняет регулятор, входящий в его состав.

Он также имеет предохранительный клапан (далее ПК), функция которого заключается в регулировании давления. Давление в рампе контролируется с помощью ПК. С помощью насоса, перекачивающего топливо из бака, по магистрали НД оно подается в топливный насос под высоким давлением. Перед этим бензин очищают через фильтр, обеспечивающий его тонкую очистку с отсеиванием крупных фракций. Плунжеры создают давление топлива в диапазоне от трех до одиннадцати мегапаскалей. Впоследствии бензин по магистралям высокого давления попадает в рампу и уже распределяет его по форсункам. Форсунки работают под управлением ЭБУ. Этот блок учитывает информацию, предоставляемую датчиками, расположенными на двигателе. На базе проверьте действия форсунок.

Определяется, когда должен происходить впрыск, сколько для этого нужно бензина и как будет происходить распыление. В случае, если объем бензина, превышающий необходимый уровень, достигает ТНВД, ПК отправляет его в обратном направлении — в бак. Также бензин сливается при повышении уровня давления в рейке. Это то, что делает ПК.

Преимущества и недостатки системы распределенной подачи ТС

У этого типа системы подачи топлива есть несколько преимуществ и недостатков. Мы укажем наиболее значимые.

  • долговечность и надежность;
  • высокая эффективность использования топлива;
  • низкая токсичность выхлопных газов бензиновых двигателей внутреннего сгорания;
  • низкая вероятность выхода из строя системы в экстремальных условиях вождения (например, при преодолении крутых спусков и подъемов, при движении в дождь или на льду).
  • сложная и дорогая конструкция, оснащенная чувствительной электронной системой управления;
  • высокая стоимость ремонта и замены основных электронных элементов системы;
  • особенность конструкции требует проведения ремонтных и профилактических работ только высококвалифицированными специалистами.

Система прямого впрыска топлива в бензиновых двигателях — безусловно, самое передовое и современное решение. Основная особенность прямого впрыска в том, что топливо подается прямо в цилиндры.

По этой причине эту систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие достоинства и недостатки есть у такой схемы.

Как упоминалось выше, топливо в таких топливных системах подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это означает, что форсунки не распыляют бензин во впускной коллектор, после чего топливовоздушная смесь попадает в цилиндр через впускной клапан и впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания.

К примеру, компания VAG представила серию моделей Audi и Volkswagen с атмосферными и турбированными бензиновыми двигателями TFSI, FSI и TSI, получившими непосредственный впрыск топлива. Двигатели с прямым впрыском также производят BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Такой диффузный прямой впрыск топлива получил за счет высокого КПД системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах и снижения уровня токсичности системы газы выгружаю.

Итак, возьмем в качестве примера двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. Система включает в себя следующие элементы:

  • контур высокого давления;
  • бензиновый ТНВД;
  • регулятор давления;
  • топливная рампа;
  • датчик высокого давления;
  • форсунки для впрыска;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается в топливную рампу и форсунки. Насос имеет поршни (может быть несколько поршней или один в насосах роторного типа) и приводится в действие распредвалом впускных клапанов.

Кстати, в схеме используется специальный предохранительный клапан, который находится в дорожке. Указанный клапан необходим, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Возможно повышение давления из-за того, что топливо имеет тенденцию расширяться при нагревании.

Датчик высокого давления — это устройство, измеряющее давление в топливной рампе. Сигналы датчиков передаются в ЭБУ (электронный блок управления двигателем), который, в свою очередь, может изменять давление в топливной рампе.

Если говорить о системе прямого впрыска, то вместе с датчиком топлива высокого давления для ее работы задействованы: датчик коленвала, ДПРВ, датчик положения дроссельной заслонки, расходомер воздуха, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры охлаждающей жидкости, и так далее

Благодаря работе этих датчиков необходимая информация отправляется в ЭБУ, после чего блок отправляет сигналы исполнительным механизмам. Это обеспечивает слаженную и точную работу электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

Как работает система непосредственного впрыска топлива

Основным преимуществом прямого впрыска является возможность достижения различных типов смесеобразования. Другими словами, такая топливная система способна гибко изменять состав рабочей топливовоздушной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на ДВС и так далее

  • Послойное смесеобразование активируется при низкой или средней нагрузке на двигатель и низкой частоте вращения коленчатого вала. Проще говоря, в таких режимах смесь получается немного скуднее, чтобы сэкономить деньги. Стехиометрическое смешивание включает приготовление легковоспламеняющейся смеси, но не слишком богатой.
  • Однородное формирование смеси позволяет получить так называемую «силовую» смесь, необходимую при высоких нагрузках двигателя. На однородной бедной смеси для еще большей экономии силовой агрегат работает в переходном режиме.
  • Когда активирован многоуровневый режим, дроссельная заслонка полностью открыта, а впускные заслонки закрыты. Воздух в камеру сгорания вдувается с большой скоростью, возникают сквозняки. Топливо впрыскивается ближе к концу такта сжатия и впрыскивается в область свечи зажигания.

Непосредственно перед появлением искры на свече зажигания образуется топливовоздушная смесь, в которой соотношение избыточного воздуха составляет 1,5-3. Затем смесь воспламеняется от искры, при этом вокруг зоны воспламенения остается достаточное количество воздуха. Этот воздух действует как температурный «изолятор».

В этом случае топливо впрыскивается во время такта впуска, в результате чего получается однородная смесь. Избыточный воздух имеет коэффициент, близкий к единице. Эта смесь легко воспламеняется и горит полностью во всем объеме камеры сгорания.

Гомогенная бедная смесь создается, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а впускные заслонки закрыты. В этом случае воздух активно движется в цилиндре, а впрыск топлива происходит на такте впуска. Контроллер ЭСУД удерживает избыток воздуха на уровне 1,5.

Выхлопные газы можно добавлять в чистый воздух. Это связано с функционированием системы рециркуляции отработавших газов. В результате выхлоп «вгорает» обратно в цилиндры, не повреждая двигатель. При этом снижается уровень выброса вредных веществ в атмосферу.


Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

Вот что. Как уже говорилось ранее, при распределенном впрыске смесь попадает в коллектор в районе впускного клапана. Причем с прямым впрыском, прямо в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Что такое непосредственный впрыск

Это устройство топливной системы, в котором бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр из инжектора. В этом он отличается от «обычного» впрыска — когда форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор.

называть эту систему инновационной, пожалуй, уже поздно: она применялась на многих самолетах в годы Великой Отечественной войны. Так, например, он использовался на истребителе Ла-5ФН.

Но на автомобилях он стал относительно популярным в конце двадцатого и начале двадцать первого веков, примерно с появлением электронного управления двигателем. В основном это была Mitsubishi с системой под названием GDI. Затем за ними последовали и другие японские бренды, например можно назвать Тойоту с двигателем Д-4. Потом все это как-то утихло, и теперь концерн VAG, который начал уменьшаться, перешел в руки концерна VAG, настолько, что многие другие автопроизводители спешат по этой узкой тропе между экономией топлива и экономией затрат компоненты.

Для чего все это затевалось

Несмотря на то, что внутренний инженер бурлит и неистовствует в любом сотруднике автомобильной компании, развитие большинства систем, которые мы видим в современных автомобилях, не было вызвано желанием создать самый высокотехнологичный продукт. Нет, как правило, экологические стандарты стимулируют все инновации в системах, контролирующих образование смесей. Регуляторы вводят новые правила одним росчерком пера. Позже (и обычно немного раньше) производители автомобилей вводят новые системы, позволяющие соответствовать этим стандартам.

нам сейчас сложно судить, какая мотивация была у Mitsubishi, но, исходя из общих тенденций, по крайней мере, очень схожи.

Главная особенность («убойная особенность», если использовать сленг из другой профессиональной области) технологии GDI была позиционирована как возможность работать с супербедными смесями. Здесь необходимо сразу сделать небольшое отступление и рассмотреть нормальный режим работы двигателя.

Во время такта впуска поршень в цилиндре опускается, впускной клапан открывается, и форсунка «разбрызгивает» топливо. Часть топлива вместе с воздухом всасывается в цилиндр за счет создаваемого вакуума. Попутно из-за турбулентности и подобных эффектов топливо смешивается с воздухом и продолжает это делать в фазе сжатия, когда впускной клапан закрывается, а цилиндр поднимается. Следовательно, когда достигается верхняя мертвая точка, в цилиндре сжимается однородная смесь. Кроме того, количество впрыскиваемого из форсунки топлива рассчитывается так, чтобы его соотношение с воздухом было 1: 14,7 (или чуть беднее / богаче, в зависимости от необходимого режима работы двигателя) — такая смесь называется стехиометрической и горит лучше.

Про инжекторные моторы

У них другое название — инжекторные двигатели, что в целом никак не меняет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализованный в работе дизельного двигателя. Строго отмеренное количество топлива впрыскивается в двигатель в нужное время через форсунки форсунок и воспламеняется от искры свечи зажигания, хотя во время работы на дизеле искра не используется.

форсунки

Полный цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, рассмотренный выше, остается неизменным. Основное отличие состоит в том, что карбюратор подготавливает топливные сборки вне двигателя, затем поступает в цилиндры, тогда как в последних моделях двигателей с впрыском бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

Такое устройство двигателя позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора дает двигателю следующие преимущества по сравнению с версией с карбюратором:

  • увеличение мощности 7-10%;
  • лучшие показатели топливной экономичности;
  • снизить уровень токсичных веществ в выхлопных газах;
  • подача оптимального количества топлива в зависимости от режима движения автомобиля.

Это лишь основные преимущества, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого преимущества есть свои недостатки. Если карбюраторный двигатель чисто механический и может быть отремонтирован практически в любом состоянии, для управления инжекторным двигателем требуется сложная электроника и целая система датчиков, поэтому работы (текущие и ремонтные) нужно проводить в сервисном центре.

Чем еще отличаются две системы впрыска

Помимо расположения инжектора, силовые агрегаты с непосредственным впрыском имеют ряд отличий от MPI.

В систему входит топливный насос высокого давления. Как и в дизельных двигателях, он предназначен для впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением — от 50 до 200 бар. Для подачи бензина к ТНВД в топливный бак устанавливается еще один насос низкого давления. Топливный насос от бензобака к ТНВД на давление 3-5,8 бар.

Особенности конструкции впрыска GDI

Для прямого впрыска используется один насос. Он питается от бортовой сети и создает давление до 6 бар.

ТНВД в системах GDI — механический. Он приводится в движение кулачком распределительного вала. Регулятор давления топлива расположен в корпусе насоса. В зависимости от режимов работы меняется давление бензина в топливной рампе.

Топливные форсунки

В двигателях «дзидай» форсунки рассчитаны на высокое давление. По этой причине в них внесен ряд конструктивных изменений.

Топливные форсунки двигателя GDI

необходимо следить за состоянием уплотнительных колец. Их три. Самый большой «геморрой» дает тефлоновое кольцо, которое находится прямо на кончике насадки. Замена требует определенных навыков или дополнительных денег при обращении в сервис.

В опрыскивателе отверстия более тонкие, при использовании некачественного топлива они быстро забиваются. Что приводит к перебоям в работе движка GDI. Просто промыть их на стенде форсунок MPI невозможно, нужно большое давление, а там нет.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Ни для кого не секрет, что распределенный впрыск (впрыск) топлива — это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Его главная «особенность» — наличие единственной форсунки на каждый цилиндр бензинового двигателя.

Но на самом деле подобные системы, пусть и с механическим управлением, появились в конце 19 — начале 20 веков. Их использовали в авиации, в гоночных автомобилях, а иногда их интерпретации даже выходили на рынок массовых автомобилей.

Распределенный впрыск пережил настоящий бум с появлением доступных микропроцессоров в конце 1980-х годов и до сих пор пользуется уважением у производителей автомобилей.

Перейдем к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, ее еще называют многоточечной системой).

Как мы уже упоминали, ключевой особенностью этой технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по очереди перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от однократного впрыска, можно добиться равномерного распределения топливовоздушной смеси по цилиндрам, а также точного ее дозирования.

В целом такое расположение форсунок позволило инженерам значительно улучшить экологичность двигателей, а также сделать их менее прожорливыми. Весь ансамбль управляется электронным блоком управления (ЭБУ).

С помощью многочисленных датчиков, которые передают данные о температуре, положении педали акселератора, количестве поступающего воздуха и других параметрах, он рассчитывает оптимальное количество бензина для впрыска и в нужный момент выдает управляющий сигнал для открытия форсунок.

Непосредственный..

Goliath GP700 был первым серийным автомобилем, оснащенным системой впрыска топлива.

ВПРЫСК (иногда также называемый прямым) отличается от предыдущих типов топливных систем тем, что в этом случае форсунки подают топливо непосредственно в цилиндры (минуя впускной коллектор), как в дизельном двигателе.

В принципе, такая схема энергосистемы не нова. В первой половине прошлого века его использовали на авиадвигателях (например, на советском истребителе Ла-7). На легковых автомобилях непосредственный впрыск появился немного позже — в 50-х годах 20 века сначала на автомобиле «Голиаф GP700», а затем и на знаменитом «Мерседес-Бенц 300SL». Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от использования непосредственного впрыска, он остался только на гоночных машинах.

Дело в том, что головка блока цилиндров двигателя с непосредственным впрыском была очень сложной и дорогой в производстве. К тому же конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при непосредственном впрыске топливо необходимо хорошо распылять. То есть подавалось в цилиндры под высоким давлением. А для этого требовались специальные насосы, которые могли бы его питать, в результате двигатели с такой системой питания поначалу оказывались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы были решены, и многие производители автомобилей вернулись к давно забытой модели. Первой была компания Mitsubishi, которая в 1996 году установила двигатель с непосредственным впрыском топлива (торговая марка — GDI) на модель Galant, поэтому другие компании начали использовать аналогичные решения. В частности, «Фольксваген» и «Ауди» (система FSI), «Пежо-Ситроен» (HPA), «Альфа Ромео» (JTS) и другие.

Почему такая топливная система вдруг заинтересовала крупных автопроизводителей? Все очень просто — двигатели с непосредственным впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (при небольшом количестве топлива и большом количестве воздуха), поэтому отличаются хорошей экономичностью. Кроме того, подача бензина непосредственно в цилиндры увеличивает степень сжатия двигателя, а, следовательно, и его мощность.

Топливная система с непосредственным впрыском может работать в разных режимах. Например, когда автомобиль плавно движется со скоростью 90–120 км / ч, электроника заправляет в цилиндры очень мало топлива. В принципе, такую ​​ультра-обедненную рабочую смесь очень трудно воспламенить. Поэтому в двигателях с непосредственным впрыском используются поршни со специальной насечкой. Он направляет большую часть топлива ближе к свече зажигания, где условия являются наилучшими для воспламенения смеси.

При движении с высокой скоростью или с ускорением в цилиндры закачивается значительно больше топлива. В результате из-за сильного нагрева деталей двигателя увеличивается риск получения ударов. Чтобы этого избежать, форсунка впрыскивает топливо в цилиндр с помощью большой горелки, которая заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если водитель запрашивает сильное ускорение, форсунка активируется дважды. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина — дороговизна и точность качества топлива. Кроме того, двигатель с такой топливной системой работает громче, чем обычно, и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам необходимо дополнительно усилить определенные части двигателя и улучшить звукоизоляцию моторного отсека.

Плюсы и минусы

Что такое прямой впрыск топлива и в чем его преимущества?

Главный недостаток систем, использующих GDI, заключается в том, что он снижает общую надежность. Если происходит небольшая неисправность или какой-то компонент выходит из строя, двигатель начинает вести себя некорректно. Может вылетать, не работать на полную мощность, показывать ошибку порядка, в целом показывает, что с двигателем что-то не так.

Второй недостаток, тоже немаловажный, — это довольно дорогая система. Пользоваться им очень сложно, здесь нужно внимательно следить за всеми компонентами GDI, питанием, зажиганием, электроникой. Эта система должна работать только на качественном топливе. Этот недостаток пугает многих автолюбителей, подумывающих о покупке машины с GDI.

Потому что если вы купите машину с такой системой, то обязательно выберете, где заправляться. Дешевое топливо GDI категорически не терпит. Каким бы ни был бензин с октановым числом, многие двигатели спокойно используют А-92 и даже спирт. Но наличие различных сторонних компонентов в плохом топливе может вывести из строя весь двигатель внутреннего сгорания.

Что такое прямой впрыск топлива и в чем его преимущества?

Еще один недостаток GDI в том, что за его обслуживание и запчасти можно выручить очень кругленькую сумму. Эти детали сложны в изготовлении и поэтому не могут стоить дешево. Кроме того, эти системы очень требовательны к качеству масел, фильтров и других расходных материалов. Однако все это перекрывается достоинствами GDI.

Двигатели, в которых он используется, более технологичны, имеют небольшой вес и потребляют мало топлива.

С такими двигателями хорошо передвигаться в крупных городах, так как в пробках двигатель с непосредственным впрыском работает с максимальной экономичностью. К тому же в них можно реже менять масло, у них большой срок службы, ведь нагар почти не образуется. Потому что ТВС обрабатываются с высоким КПД. Но эти преимущества сработают только тогда, когда владелец автомобиля будет очень внимательно относиться к его обслуживанию и будет делать это с грамотными специалистами, потому что, как мы уже говорили, двигатели с GDI очень сложны в устройстве.

Зная, что такое прямой впрыск топлива, каждый водитель может сделать свой выбор.

Гомогенное смесеобразование

Здесь все немного проще, впрыск топлива происходит практически одновременно с забором воздуха. Все это происходит во время такта впуска, т.е когда впускной клапан открыт, а поршень опущен. По мере того, как поршень движется вниз и вверх, смесь газа и воздуха успевает перемешаться.

Поскольку топливо по-прежнему впрыскивается под высоким давлением, смесеобразование улучшается, и это позволяет использовать больше воздуха. Поэтому для таких двигателей доступно использование турбокомпрессоров и компрессоров. Прочтите здесь основные неисправности форсунок.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных типов систем впрыска топлива, которые различаются способом формирования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Централизованная система впрыска
Схема системы моновпрыска

Схема центрального впрыска предусматривает наличие инжектора, который находится во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Он состоит из следующих элементов:

  • Регулятор давления: обеспечивает постоянное рабочее давление 0,1 МПа и предотвращает образование воздушных карманов в топливной системе.
  • Форсунка: подает бензин во впускной коллектор двигателя.
  • Дроссельная заслонка — регулирует количество подаваемого воздуха. Он может работать механически или электрически.
  • Блок управления — состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит справочные данные для характеристик впрыска топлива.
  • Датчики положения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, температуры и т.д.

Системы впрыска бензина с инжектором работают по следующей схеме:

  • Двигатель работает.
  • Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления.
  • Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и на основе этой информации блок управления рассчитывает время и продолжительность открытия форсунки.
  • На катушку соленоида подается сигнал на открытие форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом.
  • В цилиндры вводится смесь топлива и воздуха.

Распределенный впрыск (MPI)

Система распределенного впрыска состоит из аналогичных элементов, но в этой конструкции для каждого цилиндра предусмотрены отдельные форсунки, которые можно открывать одновременно, попарно или по одному. Смешивание воздуха и бензина также происходит во впускном коллекторе, но, в отличие от однократного впрыска, топливо подается только во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Как работает многоточечный впрыск
Схема системы с распределенным впрыском

Управление происходит электронно (KE-Jetronic, L-Jetronic). Это широко используемые универсальные системы впрыска топлива Bosch.

Принцип работы распределенного впрыска:

  • В двигатель подается воздух.
  • Многочисленные датчики определяют объем воздуха, его температуру, частоту вращения коленчатого вала и параметры положения дроссельной заслонки.
  • На основании полученных данных электронный блок управления определяет оптимальный объем топлива для поступающего воздуха.
  • Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на необходимое время.

Новые разработки

Строители не останавливаются на достигнутом. Некую доработку непосредственного впрыска сделали в концерне VAG в силовом агрегате TFSI. Его топливная система была совмещена с турбонагнетателем.

Интересное решение предложила компания Orbital. Они разработали специальную форсунку, которая, помимо топлива, нагнетает в цилиндры сжатый воздух, который подается от дополнительного компрессора. Эта топливовоздушная смесь имеет отличную горючесть и хорошо горит. Но это пока только разработка и пока неизвестно, найдет ли она применение в автомобилях.

В целом, прямой впрыск на сегодняшний день является лучшей топливной системой с точки зрения эффективности и бережного отношения к окружающей среде, хотя и имеет свои недостатки.

Особенности устройства инжекторного двигателя

Чтобы грамотно управлять автомобилем, оснащенным системой питания бензинового двигателя с впрыском топлива, необходимо иметь представление о его работе. Особенно если речь идет об отечественных автомобилях, системе впрыска топлива ВАЗ 2114 и прочей технике.

Без этого самостоятельно разобраться и устранить возможные неисправности станка будет сложно. Освоив особенности конструкции, принцип работы, устройство инжекторного двигателя, можно разобраться в неисправности и даже устранить ее, не обращаясь на СТО.

Двигатель инжектора управляется контроллером. В отечественных автомобилях он обычно располагается прямо под панелью приборов. Задача этого устройства — непрерывно обрабатывать информацию о состоянии двигателя и обеспечивать надежную работу его систем. В блок управления входят различные реле, форсунки, датчики.

С помощью встроенной системы диагностики неисправность в двигателе распознается, сигнализируется контрольной лампой, сохраняются диагностические коды неисправностей. В нем три запоминающих устройства, которые позволяют быстро анализировать техническое состояние за разные периоды времени.

Принципиальной характеристикой двигателя является наличие форсунок, обеспечивающих дозированный впрыск топливовоздушной смеси во впускной трубопровод после получения команды от блока управления. В этом случае необходимый воздух подается через дроссельную заслонку и регулятор холостого хода. Форсунки подключены к пандусу, установленному на впускном коллекторе.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, фиксируемый пружиной со штифтом. Когда на катушку соленоида форсунки подается импульс от блока управления, игла поднимается, открывая форсунку. Через него смесь поступает во впускной патрубок двигателя. Форсунки требуют постоянного контроля. Малейшая блокировка может отрицательно сказаться на работе двигателя.

Также важной частью этого двигателя является каталитический нейтрализатор, преобразующий вредные компоненты выхлопных газов.

Отличия системы MPI

Многие путают MPI с распределенным впрыском в целом, что также включает систему прямого впрыска GDI (FSI, DISI, TSI), где топливо подается непосредственно в каждый цилиндр. Это важное различие, поскольку многоточечный впрыск включает образование топливно-воздушной смеси в каналах впускного коллектора перед впускными клапанами.

Кроме того, двигатели с многоточечным впрыском являются безнаддувными. Это означает, что к таким двигателям предъявляются менее строгие требования к качеству топлива.

Из каких механизмов состоит система

необходимо указать, из каких исполнительных механизмов состоит узел впрыска топлива инжекторного автомобиля:

Топливный насос работает, чтобы перекачивать топливную смесь в специальную направляющую. Чтобы давление в этой рейке всегда было на определенном уровне, на ней установлен механический регулятор давления. Иногда топливный насос и регулятор совмещают.

Форсунки представляют собой специальные клапаны переменного рабочего объема с электромагнитной сертификацией.

Модуль зажигания — это специальное устройство, предназначенное для регулирования искрообразования. Он включает в себя два независимых рабочих канала, которые предназначены для воспламенения смеси, отдельно в 1 и 4 цилиндрах, а также в 2 и 3 цилиндрах.

Предохранительный клапан — предназначен для защиты всех элементов системы от впрыска под высоким давлением. Давление впрыска повышается от теплового расширения топлива, сам клапан установлен на рейке.

Управление холостым ходом является этой частью системы благодаря специальному регулятору, который поддерживает заданную скорость. Сам регулятор представляет собой шаговый двигатель, он регулирует обводной воздушный канал на дроссельную заслонку. Это нужно для того, чтобы двигатель постоянно получал необходимое количество воздуха.

Вентилятор системы охлаждения управляется электрической составляющей автомобиля и работает по сигналам ДТОЖ.

Датчик расхода топлива подает постоянный сигнал на бортовой компьютер или панель управления и информирует водителя о необходимых датчиках. Следует отметить, что этот датчик может работать с ошибками, так как они рассчитываются исходя из приблизительных показателей.

Адсорбер — еще один компонент замкнутого контура, регулирующий пары бензина. Чаще всего такой элемент устанавливается на иномарки.

Схема распределенного впрыска топлива
Схема распределенного впрыска топлива

В погоне за показателями

Мы уже упоминали выше, что система многоточечного впрыска позволила двигателям стать намного чище, чем их предшественники, оснащенные одинарным впрыском или карбюратором.

Однако экологам этого было недостаточно, и с каждым годом производители автомобилей должны были соблюдать все более строгие экологические стандарты.

Источники

  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/sistemy-vpryska-topliva-benzinovyh-dvigateley.html
  • https://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/vprysk-topliva-pryamoy-vs-raspredelennyy
  • https://AutoClub174.ru/rekomendacii/mnogotochechnyj-vprysk.html
  • https://geekometr.ru/statji/chto-takoe-neposredstvennyy-vprysk-topliva-i-v-chem-ego-preimushchestva.html
  • https://TrueScooters.ru/motor-avto/raspredelitelnyj-vprysk.html
  • https://auto-ru.ru/raspredelennyj-vprysk-ili-neposredstvennyj-chto-luchshe.html
  • https://k-SportRacing.ru/avtoservis/raspredelennyj-vprysk-topliva-chto-eto.html
  • https://avtoyoutube.ru/chto-takoe-gdi.php
  • https://avtika.ru/chem-luchshe-dvigatel-v-raspredelennym-vpryskom/
  • http://www.MotorPage.ru/infocenter/autoconstruction/Kakim_byvaet_vprysk_topliva.html
  • https://prometey96.ru/ustrojstvo-avto/neposredstvennyj-vprysk.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях