Home » Misc » Как работает инжектор в автомобиле

Как работает инжектор в автомобиле


Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

  • Виды инжекторных систем;
    • Центральная;
    • Распределенная;
    • Непосредственная;
  • Виды электронных форсунок;
  • Принцип работы инжектора;
  • Преимущества инжектора и его недостатки.

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

  • Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
  • Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
  • Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
  • Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
  • Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

  1. Центральная;
  2. Распределенная;
  3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

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.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора 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.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и 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 очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

  • Электромагнитная. Зачастую характерна для бензиновых ДВС (и с прямым впрыском тоже). Конструкцию нельзя назвать очень сложной, а основными составляющими её частями выступают клапан с иголкой (электромагнитный), сопло. Контроль за работой указанной форсунки выполняется с помощью ЭБУ, обеспечивающего на обмотке клапана напряжение в наиболее подходящий для этого момент.
  • Электрогидравлическая. По большей части используют на дизельных движках. Являет собой электромагнитный клапан, дополненный камерой управления, а также сливным и впускным дросселями. Рабочий принцип этой разновидности форсунок основывается на участии давления самой топливной смеси в любой момент работы. За деятельностью электрогидравлической форсунки следит ЭБУ, именно он отправляет рабочие сигналы электромагнитному клапану.
  • Пьезоэлектрическая. Считается наиболее удачным устройством среди всех представленных, но может работать только на дизельных агрегатах с системой впрыска Common Rail. Основное преимущество этого типа — быстрота реакции, что гарантирует многократную подачу топлива за один полный цикл. В основе работы пьезоэлемента — гидравлический принцип действия (как и в предыдущем варианте), предусматривающий срабатывание поршня толкателя за счёт увеличения длины пъезоэлемента под воздействием электрического сигнала ЭБУ. Количество подаваемого за один раз топлива определяется продолжительностью такого воздействия и давлением топливной смеси в топливной рампе.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

  • топливный бак;
  • электрический бензонасос;
  • фильтр очистки бензина;
  • топливопроводы высокого давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки;
  • дроссельный узел;
  • воздушный фильтр.

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.

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.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. 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.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера 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:

  • Лямбда-зонд, устанавливается в выпускной системе авто, определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах;
  • Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента, определяет количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами;
  • Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), установлен в дроссельном узле, подает сигнал о положении педали акселератора;
  • Датчик температуры силовой установки, располагается возле термостата, регулирует состав смеси в зависимости от температуры мотора;
  • Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), установлен возле шкива коленчатого вала;
  • Датчик детонации, расположен на блоке цилиндров;
  • Датчик скорости, установлен на коробке передач;
  • Датчик фаз,предназначен для определения углового положения распредвала, установлен в головке блока.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех 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.

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.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества — Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива; чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки; прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа; замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто; регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ; использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз. регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

Как работает инжектор? / Хабр

В заметке пойдет речь о работе «мозгов», управляющих двигателем вашего автомобиля или мотоцикла. Попытаюсь на пальцах и в общем объяснить что же и как происходит.

Чем занимаются те самые «мозги» и для чего они нужны? Электроника — альтернатива другим системам, выполняющим те же функции. Дозированием топлива занимался карбюратор, зажиганием управлял механический или вакуумный корректор угла опережения зажигания. В общем не электроникой единой возможно реализовать все это и достаточно продолжительное время именно так и было. На автомобилях, мотоциклах, бензопилах, бензогенераторах и во многих многих других местах работали и продолжают работать те самые системы, которые призван заменить инжектор.
Зачем же понадобилось что-то менять? Зачем сносить существующие проверенные и весьма надежные системы? Все просто — гонка за экономичностью, экологичностью и мощностью. Точность работы описанных выше систем недостаточна для обеспечения желаемого уровня экологичности и мощности, а сами по себе электронные системы управления двигателем начали появляться достаточно давно.

Я опущу принцип работы поршневых ДВС, многие знакомы с тем как работает двигатель, а те кто не знакомы — не слишком пострадают. В разрезе работы системы питания и системы зажигания двигатель это просто преобразователь воздушно-топливной смеси в механическую энергию. Можно рассматривать его как черный ящик, с некоторыми особенностями.

Итак, у нас есть топливо (бензин, этанол, пропан или метан), есть воздух и желание получить из этого механическую энергию. Сложность состоит в том, что для получения интересующих нас характеристик надо смешивать топливо и воздух в точно определенных пропорциях и поджигать их в достаточно точно определенный момент времени. Более того — при недостаточной точности мы получим ухудшение характеристик.

Вся суть работы «мозгов» сводится к дозированию топлива и поджигом смеси в цилиндрах двигателя. Это основные функции. Кроме них есть еще и дополнительные — управление турбиной, управление трансмиссией.

Подсистема, занимающаяся дозированием топлива называется инжектор, поджигом топлива занимается зажигание. Воздух в двигатель поступает «естественным» порядком. Двигатель сам всасывает воздух, его количество только может ограничиваться, для снижения мощности двигателя. Нам не нужна максимальная мощность все время, бОльшую часть времени мощность как раз ограничивается. В случае с турбиной воздух попадает в двигатель принудительно, но это не меняет сути. Воздуха столько сколько есть и мы управляем его количеством при помощи педали.
Сколько топлива нам надо подать в двигатель и как его дозировать? Есть так называемое стехиометрическое отношение, показывающее, что для полного сжигания килограмма топлива нам нужно вполне определенное количество воздуха. Для бензина это соотношение равно 14,7:1. также его называют AFR (Air Fuel Rate по английски) Это не аксиома, это некий оптимум. Смесь может быть «беднее», в ней может быть меньше топлива. Такая смесь хуже горит, двигатель сильнее греется, но сгорает все полностью. Это значения в большую сторону — AFR 15 и более. Может быть и «богаче», когда топлива больше — AFR 14 или меньше. При таком соотношении смесь сгорает не полностью, но мощность двигателя максимальна. И в ту и в другую сторону есть ограничения — если слишком увлечься, работать двигатель не будет. Нельзя просто налить 20 частей топлива и ожидать пропорционального прироста мощности.

Итак, чтобы определить сколько же топлива нам надо подать в двигатель нам надо знать сколько воздуха в него поступает. Дальше все просто — из количества воздуха по соотношению определяем количество бензина и дело сделано!
Погодите ка, а как же нам определить сколько воздуха поступает в двигатель? Для этого есть несколько путей. Обычно используют один из следующих датчиков:

ДМРВ или MAF — датчик массового расхода воздуха. Датчик этот измеряет количество проходящего через него воздуха. Как подсказывает википедия — «Датчик состоит из двух платиновых нитей, нагреваемых электрическим током. Через одну нить, охлаждая её, проходит воздух, вторая является контрольной. По изменению тока проходящего через охлаждаемую воздушным потоком платиновую нить вычисляется количество воздуха, поступающего в двигатель.». Датчики такого типа зачастую устанавливаются в гражданские автомобили. В общем то все достаточно просто. Похоже, это именно то, что нужно! Примерно так и есть.

Другой тип датчиков

ДАД или MAP — датчик абсолютного давления. Этот датчик подключен к впускному коллектору и измеряет разрежение (или же избыточное давление, в случае с наддувом) в коллекторе. На основании показаний этого датчика и датчиков температуры, частоты вращения коленвала тоже можно вычислить объем поступающего воздуха, что нам и требуется. Для корректировки его показаний надо еще знать давление окружающего воздуха. Для измерения атмосферного давления либо ставят еще один такой же датчик, который непрерывно его измеряет, либо просто до запуска двигателя измеряют давление. Во втором случае может выйти неприятность, если вы с берега моря рванули прямиком на Эверест.
MAP часто ставят на спортивные автомобили.

Устанавливается один из этих датчиков, наличие одного из них — обязательно.
Ну что же, сколько воздуха поступает в двигатель мы примерно можем вычислить.
Другой обязательный датчик —
ДПКВ или датчик положения коленвала. Этот датчик позволяет мозгам точно знать, в каком положении находится коленвал. Зачем нам это нужно? Мало знать сколько топлива надо подать в двигатель, надо подавать его в определенный момент времени. Да и зажигать смесь в цилиндрах тоже надо строго вовремя. Так что без этого датчика — никак. Есть несколько типов таких датчиков, но большинство из них — либо индукционные, либо датчики Холла, либо подобные им. В общем — бесконтактные датчики, подобные тем, которые трудятся, например, в двигателе вашего винчестера. Или в кулерах.
Следующий датчик, который вместе с ДПКВ дает еще больше информации о том, что же происходит в двигателе в данный конкретный момент — ДПРВ — датчик положения распредвала. Также его называют датчиком фаз. При помощи этого датчика можно понять в каком из цилиндров в данный момент такт впуска, куда же нам надо подавать топливо, в каком цилиндре у нас такт сжатия и время поджигать смесь. По принципу работы он подобен ДПКВ, но зачастую несколько проще. В общем то тоже самое, но на распредвале.

Этого набора датчиков нам должно хватить для запуска двигателя. Худо бедно, но этого достаточно, чтобы примерно понять сколько надо подавать топлива, когда это делать и когда поджигать полученный коктейль.
Так давайте же тогда подавать и поджигать! (не путать с разжигать и науськивать)

Исполнительные механизмы

Топливо дозируется форсунками или другими словами «инжекторами». Да да, именно по названию этого узла все это безобразие нами так и называется. Форсунка из себя ничего особо интересного не представляет. Просто электромеханический клапан. Два провода и трубопровод с топливом под давлением. Подали напряжение на выводы — форсунка открылась, прекратили пропускание тока — форсунка закрылась. Для простоты давайте сначала примем, что форсунка открывается и закрывается моментально. Тогда для оценки объема проходящего через нее топлива нам достаточно знать ее статическую производительность. Это просто объем топлива, который пройдет через форсунку за минуту. Открыли форсунку, измерили объем бензина, который через нее за минуту вытек — получили основной параметр. Теперь нам для точного дозирования надо просто открывать и закрывать форсунку на определенное время. Получается что дозирование производится «выдержкой», если говорить терминами фотографов. Чем длиннее время на которое мы открываем форсунку, тем больше топлива мы нальем в двигатель.
А поджиг смеси осуществляет все та же бессменная свеча зажигания, которая верой и правдой служила для этой цели. И катушка зажигания тоже на месте. Вот только управляется она уже «мозгами». Зажигание не изменилось, но для его работы важен ДПКВ и ДПРВ, так что без этих датчиков дела не будет.

В общем то это, можно считать, и есть в общих чертах как работает инжектор. Смотрим на показания датчиков, отмеряем нужное количество топлива и открываем форсунку на вычисленное время. И так каждый такт. Т.е. в зависимости от частоты — 100 раз в секунду на частоте в 6000об/мин коленвала. Часто? Да не так чтобы и очень.

Идем дальше?

В реальных двигателях все несколько сложнее. Точно вычислить сколько же воздуха попадает в двигатель не так просто. Для корректировки значений нужны датчики температуры охлаждающей жидкости — просто термодатчик, аналогичный тому, что показывает температуру на приборной панели. И датчик температуры поступающего воздуха. В целом незначительно отличающийся от первого, а функционально и вовсе его брат близнец — тоже просто измеряет температуру, но уже не двигателя, а воздуха, поступающего в двигатель. Зачем нам что-то корректировать? Дело в том, что пока двигатель холодный, пока он не нагреется до определенной температуры — топливо испаряется не так хорошо, а горят именно пары. Соответственно нам нужно топлива подавать больше, чтобы двигатель работал. Значит берем наше значение для оптимального соотношения, измеряем двигателю температуру и корректируем это наше значение. Также нужно откорректировать момент зажигания смеси в цилиндрах — по тем же причинам. И тут тоже корректируем.

Другой не совсем приятный момент — форсунка, которую мы приняли идеальной — на самом деле таковой не является. Во первых нужно время, чтобы она открылась, а потом закрылась. Соответственно в этом время она тоже подает топливо, но в меньшем количестве. На это тоже делается поправка. Само время открытия и закрытия зависит от напряжения бортовой сети. Одно дело когда генератор шпарит на всю и в сети 14В, а другое дело, когда генератор умер, а аккумулятор разряжен до неприличных 10В. Время открытия форсунки меняется и его надо корректировать. Мало умершего генератора, ехать то надо и двигатель не должен перестать работать в таких условиях.

Мало нам было исполнительных механизмов, для работы на холостом ходу, когда педаль мы совсем не трогаем — двигатель не должен глохнуть, его работу надо поддерживать. Для этого есть специальное исполнительное устройство — РХХ — регулятор холостого хода. Это такой шаговый двигатель (реже просто электромагнит), который через специальный канал дает двигателю «вздохнуть» мимо перекрывающей воздух дроссельной заслонки. Умный мозг не дает двигателю зачахнуть и приоткрывает этот клапан, когда обороты снижаются. Но и разойтись не дает — прикрывает его, когда обороты возрастают уж слишком сильно.

Хорошо бы нам также знать на сколько сильно водитель давит на педаль акселератора. Для этих целей смотрят не на положение педали, а на положение заслонки, которой эта педаль управляет. Датчик так и называется — ДПДЗ — датчик положения дроссельной заслонки. Технически это просто потенциометр, который измеряет на какой угол повернута ось дроссельной заслонки. Это зачем это нам надо знать, как сильно водитель давит в пол, спросите вы? Все просто, нам надо знать когда включать режим холостого хода (помним про РХХ), когда водитель жаждет острых ощущений и энергично давит на педаль — не время экономить, льем от души!

Экологические нормы достаточно строго контролируют что же «выдыхает» (пускай уж выдыхает) наш двигатель. Так что при всем желании лить «на глазок» — нельзя. нужно контролировать состав выхлопных газов. Как это сделать? Для этой цели есть так называемый лямбда зонд или датчик кислорода — датчик, показывающий сгорела ли смесь целиком, есть ли в выхлопных газах топливо либо же свободный кислород. По показаниям этого датчика инжектор может корректировать свое поведение, либо увеличивая либо уменьшая количество подаваемого топлива. Нужно это достаточно часто — бензин везде разный и даже просто хранясь в канистре или баке — стареет. А уж о заправках наших можно легенды слагать. Соответственно и режимы его горения совсем не постоянны. Ко всему прочему и производительность форсунок может «плавать». Ведь как вы поняли — расчет ведется исходя из их постоянной производительности, а форсунка со временем может забиться, производительность ее может снизиться.
А нормы строгие, а бензин дорогой, да и ехать же надо. Внимательный читатель заметил, что одного этого датчика достаточно для обеспечения обратной связи. Смотрим на состав выхлопных газов, если сгорело не все — льем меньше. Если сгорело дочиста — льем больше.
Лямбда зонды бывают двух видов — узкополосные и широкополосные. Отличаются они точностью. Первые только показывают богатая или бедная у нас смесь, вторые показывают на сколько она богатая или бедная. Даже точно указывают тот самый AFR упоминаемый в начале статьи. Ну и цена, конечно. Первые стоят 25$, вторые — 200$. С лямбдами тоже не все просто — они достаточно капризны, требуют определенной температуры для работы, а это не всегда возможно, в некоторых типах зондов рабочий элемент специально подогревают от бортовой сети. Да, лямбда может быть не одна, но это уже тонкости.

Еще один сенсор, применяемый для анализа происходящего в двигателе — датчик детонации. Детонация это процесс сгорания топлива, который протекает взрывообразно. В нормальном режиме топливо просто сгорает, при детонации топливо взрывается. Это вредно для двигателя — все равно что бить по поршню молотком. Никто не любит когда по нему бьют молотком — поршень не исключение. Явление это крайне нежелательное и для определения того, что смесь детонирует и применяют такой датчик. Он по принципу работы похож на микрофон, который «слушает» двигатель (датчик закреплен на блоке цилиндров) и по услышанному пытается отфильтровать шум работы двигателя и понять где же детонация, а где нормальная работа. Все не просто и здесь. Для облегчения работы этого датчика ставят еще датчик неровной дороги, который покажет, что это наши дороги так шумят, а не двигатель. Востребованность этого датчика возрастает на турбированых двигателях.

В итоге сами по себе мозги работают примерно следующим образом:
Есть так называемая топливная карта — таблица, в которой записано какого состава должна быть смесь. У таблицы три измерения — частота вращения коленвала двигателя, нагрузка на двигатель и собственно AFR. Просто берем из таблицы значение, положенное туда опытным товарищем.
Корректируем это значение в соответствии с показаниями датчиков температур, лямбда зонда, датчика детонации, изменением положения дроссельной заслонки и в соответствии со всеми этими поправками (часть из них тоже в табличках) вычисляем необходимое количество топлива. Пересчитываем объем топлива во время открытия форсунки в соответствии с ее производительностью, корректируем время в соответствии с напряжением бортовой сети и в момент впуска — открываем форсунку на вычисленное время.

Как видите — ничего сложного и заумного здесь нет. Просто таблицы, может быть местами ПИД регулятор, коэффициенты влияния тех или иных факторов и в итоге просто время открытия форсунки.
С зажиганием тоже самое, только там карта углов, аналогичная топливной карте (тоже таблица) и тоже корректировки в соответствии с показаниями датчиков.

В штатном режиме все работает, но что делать, если один из датчиков вышел из строя? И как это понять? Если датчик температуры, например, показывает что двигатель нагрет до 200 градусов, или что смесь детонирует несмотря на все корректировки? В этом и заключается продуманность мозгов. Вычислить, что датчик врет, не принимать во внимание его показания, зажечь «check engine» на панели и продолжить работу. Благодаря такому поведению двигатель сохранит работоспособность при выходе из строя некоторых датчиков (не всех, как вы понимаете) и позволит доехать до СТО.

Да, многие из вас заметят, что инжектор по сути достаточно простое устройство. И схематически там нет ничего военного — входящие значения считываются по АЦП, выходящие так и вовсе чисто бинарные. Ну выходные транзисторы, ну достаточно жесткие условия работы. Но это не космос далеко.
Касательно работы прошивки — тоже вроде как все не так и сложно. На мой взгляд проще всяких алгоритмов распознавания изображений и всякое такое. В процессе настройки саму прошивку никто не трогает обычно. В том смысле, что открывать исходники, корректировать алгоритмы, оптимизировать что-то — такого нет. Просто софт который позволяет изменять те самые топливные карты и другие коэффициенты. А прошивками занимаются уже инженеры на заводах. Или простые смертные, которым это интересно.
Да да, не каждый готов платить за «мозги» космические деньги, а кому-то может быть просто хочется больше контроля над происходящим. Все это привело к тому, что есть несколько проектов вполне доступных «мозгов». Есть megasquirt — www.megamanual.com/index.html, для этой аппаратной базы в последствии была написана и поддерживается кастомная прошивка с расширенным функционалом — msextra.com/doc/index.html На последнем сайте есть даже схемы этих «мозгов», может быть кому-то из электронщиков будет интересно. А программистам может быть интересно глянуть на код. Если не ошибаюсь, то он есть здесь. msextra.com/doc/ms2extra/files/release/ms2extra_3.2.1_release.zip
Есть еще VEMS — www.vems.hu/wiki который сначала назывался megasquirtAVR, но теперь сам по себе. Видел еще вот таких ребят — forum.diyefi.org там у них какой-то свой проект FreeEMS. На мой взгляд все это показывает, что все не так уж сложно и местами даже очень даже доступно.

Надеюсь получилось достаточно интересно и в меру понятно. Об опечатках прошу писать в личку. Если где ошибся — поправьте.

Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Вы здесь

Главная | Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Дэн — опытный автожурналист с более чем 20-летним стажем. Он был редактором таких изданий, как Fast Ford и Redline, а его последним проектом было превращение старого Renault Trafic в семейный дом на колесах.

Способ подачи топлива в камеры сгорания двигателя сильно изменился за последние годы. Раньше он поступал через так называемый карбюратор, относительно простой, но неэффективный и капризный компонент.

В 1990-х годах ее быстро заменили системой впрыска топлива, которая соответствовала новым жестким стандартам выбросов, введенным в то время, и при этом повышала производительность двигателя.

В первые дни впрыск топлива был дорогим и ассоциировался с автомобилями премиум-класса, но теперь каждый автомобиль оснащен впрыском топлива.

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

Что такое система впрыска топлива?

Заманчиво сказать, что это именно то, что следует из названия, за исключением того, что существуют различные типы систем, включая прямые и непрямые.

В конечном счете, они делают то же самое: впрыскивают точно откалиброванную топливную струю в камеру сгорания двигателя или рядом с ней именно тогда, когда это необходимо. В бензиновых и дизельных двигателях используются системы впрыска топлива.

Зачем он нужен двигателю?

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

Прелесть системы впрыска топлива в том, что она гораздо более управляема, чем старомодный карбюратор. Отчасти поэтому современные двигатели намного эффективнее (чистее, экономичнее и мощнее), чем когда-то.

Как выглядит система впрыска?

Чтобы увидеть его, вам придется разобрать большую часть двигателя, потому что он состоит из нескольких отдельных компонентов:

  • Модуль подачи топлива, содержащий такие элементы, как электрический топливный насос высокого давления и топливный фильтр.
  • Регулятор впускного воздуха, чтобы убедиться, что количество воздуха точно соответствует двигателю.
  • Электронный блок управления и датчики для обеспечения точного впрыска нужного количества топлива в поток всасываемого воздуха.
  • Топливные форсунки, установленные на топливной рампе для подачи топлива в двигатель.

Как работает система впрыска?

Модуль подачи топлива подает топливо под давлением к форсункам, по одной на цилиндр. Количество топлива, поступающего в форсунку, точно контролируется ЭБУ, который учитывает температуру воздуха, положение дроссельной заслонки, частоту вращения двигателя, крутящий момент двигателя и данные о выхлопе, полученные от датчиков внутри и вокруг двигателя, чтобы регулировать подачу при каждом такте впуска.

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

Однако способы подачи и смешивания топлива и воздуха различаются в зависимости от используемой системы впрыска топлива.

В большинстве бензиновых двигателей используется так называемая система непрямого впрыска топлива, при которой топливо впрыскивается во впускной коллектор, т. е. расположение трубок, направляющих поступающий воздух к двигателю. Здесь и топливо, и воздух смешиваются перед подачей в камеру сгорания.

В системе прямого впрыска топлива, например, в дизельных двигателях и все чаще в бензиновых двигателях, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением и непосредственно в поток входящего воздуха.

Это гораздо более эффективная технология, чем непрямой впрыск топлива, которая повышает мощность и экономичность, а также снижает выбросы.

Ранние системы впрыска имели механическое управление, но современные системы полностью электронные, в результате чего они более надежны и эффективны.

Почему выходит из строя инжектор?

Форсунка — это прецизионный прибор, который работает в экстремальных условиях и должен подавать топливо под высоким давлением через крошечную форсунку или форсунки во впускной коллектор или непосредственно в камеру сгорания.

Учтите: за 12 000 миль форсунка сработает 18 миллионов раз. Поэтому неудивительно, что он может потерпеть неудачу.

Тем не менее, часто выходит из строя не сама форсунка, а качество поступающего в нее топлива, которое наносит ущерб.

Он может быть загрязнен из-за низкого качества или из-за загрязнения топливного фильтра. Присадки в топливе также могут образовывать отложения на форсунке.

Как диагностировать неисправную форсунку?

  • Изношенная форсунка может стать причиной пропусков зажигания, неравномерной работы на холостом ходу, преждевременного зажигания, когда топливо и воздух сгорают до воспламенения свечи зажигания, или детонации, когда воспламеняется избыточное топливо, оставшееся после сгорания. Это может привести к повреждению двигателя, поэтому не следует игнорировать его.
  • Негерметичная форсунка с заклинивающим внутренним клапаном может затопиться и вызвать проблемы с запуском. Если вы чувствуете запах топлива, это может исходить от форсунки.
  • Поскольку неисправная форсунка вызывает неравномерную температуру сгорания, используйте лазерный термометр для проверки температуры выпускного коллектора. Нормальное показание должно быть около 230°C, но неисправная форсунка, подающая слишком много топлива, может показывать 320°C.
  • Увеличение расхода топлива может быть вызвано тем, что форсунка больше не подает мелкодисперсный распыл, а вместо этого подает большие капли топлива, которые не распыляются должным образом во впускном коллекторе или камере сгорания. Опять подозреваю залипание клапана.
  • Снимите форсунку (будьте осторожны – топливо вытечет, поэтому отсоедините аккумулятор и работайте в хорошо проветриваемом помещении) и осмотрите ее на наличие трещин и утечек. Вы мало что сможете с ними сделать, но, по крайней мере, у вас будет точное объяснение.
  • Проверьте электрическое сопротивление каждой форсунки с помощью мультиметра. Неисправная форсунка будет означать, что остальные форсунки получают слишком большой электрический ток, который зарегистрирует мультиметр.
  • Используйте машинный стетоскоп, чтобы прослушать шум от форсунки. Если вы не слышите обычного тикающего звука, скорее всего, он неисправен.

Как ремонтировать форсунку?

Вы не можете; вместо этого, если проблемы с работой не кажутся слишком серьезными, попробуйте заменить топливный фильтр или продуть топливную систему, чтобы удалить мусор. Кроме того, добавьте в топливный бак жидкость для очистки форсунок.

Метки: 

Автотехобслуживание

Рекомендуется для вас

Как работает впрыск топлива?

Как работает впрыск топлива? | Совет вашего механика

Задайте вопрос, получите ответ как можно скорее!

☰

×

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ

Сэкономьте на ремонте автомобилей Получить предложение

Когда дело доходит до работы двигателя, мало что важнее, чем подача топлива. Весь воздух, который вы можете нагнетать в цилиндры, ничего не сделает без соответствующего количества топлива для сжигания. По мере развития двигателей на протяжении двадцатого века наступил момент, когда карбюраторы стали самым слабым звеном в трансмиссии с точки зрения эффективности и надежности. Впрыск топлива с тех пор стал стандартной функцией в каждом новом автомобиле.

Топливные форсунки распыляют газ, обеспечивая более равномерное и стабильное воспламенение в камере сгорания. В отличие от карбюраторов, которые полагаются на разрежение, создаваемое двигателем для подачи топлива в цилиндры, системы впрыска топлива точно подают постоянный объем топлива. В современных автомобилях используются электронные системы впрыска топлива, которые контролируются ЭБУ.

Рост популярности впрыска топлива был столь же предсказуем, как и рост популярности самих автомобилей. На рубеже 20-го века для автомобиля было невероятно развивать скорость 60 миль в час. На рубеже 21-го века люди стонали из-за пробок, движущихся по шоссе со скоростью всего 60 миль в час. Автомобили сегодня более надежны и более приспособлены к комфорту и безопасности пассажиров, чем кто-либо мог себе представить столетие назад.

Что заменил впрыск топлива?

Системы впрыска топлива предлагались в качестве модернизации карбюраторов, когда они впервые появились, и оставались в этой роли до 1980-х годов, когда они стали стандартным оборудованием на каждом новом автомобиле. Впрыск топлива предлагает ряд преимуществ по сравнению с карбюратором, но в конечном итоге стоимость производства убила карбюратор.

В течение некоторого времени карбюраторы были самым простым и дешевым способом для производителей автомобилей подавать топливо в цилиндры их двигателей. Серия дефицитов нефти в 1970-е годы заставили правительство регулировать экономию автомобильного топлива. Когда производителям потребовалось разработать более эффективные конструкции карбюраторов и изготовить более сложные детали, стоимость производства автомобилей с карбюратором стала достаточно высокой, и впрыск топлива стал более рентабельным решением.

Для потребителей это была отличная новость. Автомобили с впрыском топлива ездят более стабильно и требуют обслуживания и настройки значительно реже. Выбросы также легче контролировать, а экономия топлива повышается за счет более эффективной подачи топлива. Существует множество различных систем впрыска топлива, но все их можно разделить на две категории: механический впрыск топлива и электронный впрыск топлива.

Электронный впрыск топлива (EFI)

Электронный впрыск топлива позволяет очень точно контролировать количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Для этого следует довольно простой процесс:

  1. Топливо выходит из топливного бака через топливный насос . Он проходит через топливопроводы к двигателю.

  2. Регулятор давления топлива сужает поток топлива и пропускает к форсункам только расчетное количество.

  3. Регулятор давления топлива знает, сколько топлива пропустить к форсункам по сигналу датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Этот датчик отслеживает, сколько воздуха поступает в двигатель в любой момент времени. Общий объем воздуха, поступающего в двигатель, вместе с оптимальным соотношением воздух/топливо, установленным производителем, дает электронному блоку управления (ЭБУ) достаточную информацию для расчета точного количества топлива, необходимого двигателю.

  4. Сами топливные форсунки открываются, чтобы направить распыленный газ прямо в камеру сгорания или в корпус дроссельной заслонки.

Механический впрыск топлива

Механический впрыск топлива был разработан до EFI и проложил путь для разработки технологии EFI. Основное различие между этими двумя системами заключается в том, что в механических системах впрыска топлива используются механические устройства для дозирования правильного количества топлива в двигатель. Эти системы должны быть настроены на оптимальную производительность, как и карбюраторы, но также подавать топливо через форсунки.

Помимо того, что эти системы были более точными, они не сильно отличались от своих карбюраторных аналогов. Однако они были чрезвычайно полезны для авиационных двигателей. Карбюраторы плохо работают против гравитации. Чтобы справиться с перегрузками, создаваемыми самолетами, был разработан впрыск топлива. Без впрыска топлива нехватка топлива привела бы к остановке многих авиационных двигателей во время сложных маневров.

Впрыск топлива будущего

В будущем впрыск топлива будет становиться все более и более точным, повышая эффективность и безопасность. С каждым годом двигатели имеют больше лошадиных сил и производят меньше отходов на одну лошадиную силу.

топливо

экономия топлива

топливная система

Заявления, приведенные выше, предназначены только для информационных целей и требуют независимой проверки. Пожалуйста, смотрите наш Условия использования для более подробной информации

Отличные оценки авторемонта.

4.2 Средняя оценка

Часы работы

7:00–21:00

7 дней в неделю

Номер телефона

1 (855) 347-2779

Часы работы телефона

Пн-Пт / 6:00-17:00 PST

Сб-Вс / 7:00-16:00 по тихоокеанскому стандартному времени

Адрес

Мы приедем к вам без дополнительной оплаты

Гарантия

Гарантия 12 месяцев/12 000 миль

Наши сертифицированные выездные механики выполняют более 600 услуг, включая диагностику, тормоза, замену масла, плановые ТО по пробегу, и приедут к вам со всеми необходимыми запчастями и инструментами.

Получите честное и прозрачное предложение прямо перед бронированием.

Механик со стажем?

Зарабатывайте до

$70/час

Подать заявку

Нужна помощь с вашим автомобилем?

Наши сертифицированные мобильные механики выезжают на дом в более чем 2000 городов США. Быстрые, бесплатные онлайн-расценки на ремонт вашего автомобиля.

ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ

ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ

Статьи по Теме

Советы по экологичному автомобилю

Вождение Вождение автомобиля — самый удобный способ передвижения в современном мире. Автомобиль представляет собой мгновенную мобильность по требованию, и с этим приходит большая личная свобода. Недостатком является то, что традиционные автомобили, представляющие...

Как заменить топливный шланг

Топливный шланг выходит из строя, когда под автомобилем видны утечки или трещины в шланге, а также когда вокруг автомобиля ощущается запах паров газа.

Что означает сигнальная лампа низкого уровня топлива?

Индикатор низкого уровня топлива предупреждает вас, когда ваш автомобиль приближается к пустому топливному баку. Перед тем, как проехать еще несколько миль, его следует заправить.

Похожие вопросы

Топливо не поступает к топливному насосу

Привет. В 1978 на Camaros были установлены ручные топливные насосы, и иногда для заливки требуется много времени. Я бы порекомендовал, чтобы технический специалист вышел и заправил вашу топливную систему, вручную залив топливо в...

Когда я заправляюсь, моя машина не заводится, это занимает около 3-х попыток, и мне приходится качать газ

Вы слышите, как заправляется топливный насос, когда вы поворачиваете ключ в положение «Вкл.», Прежде чем провернуть его? Перед запуском поверните ключ в положение «Вкл» на несколько секунд. Внимательно прислушайтесь к слабому «кружащемуся» звуку.

Learn more