ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Многоточечный впрыск топлива что это


BMW 5 series 530D › Бортжурнал › Системы питания топливом дизельных двигателей. Различные виды.

Сегодня вот решил по больше узнать о видах питания дизельных двигателей. Вот информация которую удалось нарыть.

Различают следующие системы питания топливом: –

Одноточечный (центральный, моно) впрыск топлива (SPI)

Одноточечный впрыск – это электронно-управляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой.

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива (MPI)

Многоточечный впрыск создает условия для более оптимальной, по сравнению с одноточечным впрыском, работы системы смесеобразования.Для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, через которую топливо впрыскивается непосредственно перед впускным клапаном.

Механическая система впрыска топлива

В механической системе впрыска топлива масса впрыскиваемого топлива определяется топливо-распределительным устройством (дозатором), от которого топливо направляется к форсунке, автоматически открывающейся при определенном давлении.

Комбинированная электронно-механическая система впрыска топлива

Комбинированная система впрыска базируется на механической, которая для более точного управления впрыскиванием снабжена электронным блоком, управляющим режимом работы насоса и форсунок с топливо распределительным устройством.

Электронные системы впрыска топлива

Электронно управляемые системы впрыска обеспечивают прерывистый впрыск топлива форсунками с электромагнитным управлением. Масса впрыскиваемого топлива определяется временем открытия форсунки.Необходимость соблюдения жестких норм содержания вредных веществ в отработавших газах диктует высокие требования к регулированию состава топливовоздушной смеси и конструкции системы впрыска. При этом важно обеспечить как точность момента впрыска, так и точность дозировки массы впрыскиваемого топлива в зависимости от количества подаваемого воздуха.

Для выполнения этих требований в современных системах многоточечного (распределенного) впрыска топлива на каждый цилиндр двигателя приходится по электромагнитной форсунке, причем управление каждой форсунки осуществляется индивидуально. Количество впрыскиваемого топлива и корректировка момента впрыска рассчитываются для каждой форсунки в электронном блоке управления (ECU). Процесс смесеобразования улучшается за счет впрыскивания точно отмеренного количества топлива непосредственно перед впускным клапаном (или клапанами) в точно установленный момент времени. Это, в свою очередь, в значительной степени предотвращает попадание топлива на стенки впускного трубопровода, что может привести к временным отклонениям коэффициента избытка воздуха от среднего значения в неустановившемся режиме работы двигателя. Так как в многоточечной системе впрыска через впускной трубопровод проходит только воздух, трубопровод может быть выполнен таким образом, чтобы в оптимальной степени соответствовать газодинамическим характеристикам наполнения цилиндров двигателя.

Непосредственный впрыск — системы с внутренним смесеобразованием

В таких системах, называемых >системами с непосредственным впрыском (DI) , топливные форсунки с электромагнитным приводом, размещенные в каждом цилиндре, впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания. Смесеобразование происходит внутри цилиндра. Для обеспечения эффективного сгорания смеси существенную роль играет процесс распыления выходящего из форсунки топлива.

Во впускной трубопровод двигателя с непосредственным впрыском топлива, в отличие от двигателя с внешним смесеобразованием, подается исключительно воздух. Таким образом, исключается попадание топлива на стенки впускного трубопровода.

Если при внешнем смесеобразовании в процессе сгорания обычно присутствует однородная топливовоздушная смесь, то при внутреннем смесеобразовании двигатель может работать как с однородной, так и с неоднородной смесью.

Работа двигателя при послойном распределении смеси

Смесь при послойном распределении заряда воспламеняется только в зоне вокруг свечи зажигания. В остальных частях камеры сгорания содержатся свежая смесь и остаточные отработавшие газы двигателя без следов несгоревшего топлива. На режимах холостого хода и при малой нагрузке таким образом обеспечивается работа на обедненной смеси, что приводит к снижению расхода топлива.

Работа двигателя при наличии однородной смеси

Однородная смеси занимает полностью объем камеры сгорания (как и при внешнем смесеобразовании), и весь заряд свежего воздуха, поступившего в камеру, участвует в процессе сгорания. Поэтому этот способ образования смеси применяется в условиях работы двигателя при полной и средней нагрузках.

Многоточечный распределенный впрыск топлива: что это за система

3187 Просмотров

Система впрыска – основной составляющий элемент системы топлива в транспортном средстве, форсунка выступает в качестве основного рабочего «органа». На сегодняшний день не составит труда найти большое количество разнообразных устройств, их задача сводится к обеспечению впрыска. В статье будет рассмотрен многоточечный впрыск – его особенности, достоинства, а также основные отличия от некоторых других систем.

Особенности действия

Особенности деятельности и существования данной системы базируются на том, что необходимо обеспечивать бесперебойную подачу топлива в цилиндры с помощью форсунок, число которых равно количеству цилиндров.

Если рассматривать классификационные моменты по принципу работы, то можно выделить две основные группы систем – непрерывный впрыск и импульсную подачу. Есть электронный и механический варианты контроля их работы.

Разновидности

Рассматривая конструкции, которые предполагают распределенный впрыск топлива, можно выделить наиболее распространенные моменты:

  • K-JETRONIC – механический элемент в непосредственной подаче топлива, используется часто.
  • L-JETRONIC – система, в которой наблюдается импульсное действие элементов, находящихся под электронным управлением.
  • KE-JETRONIC – механический элемент подачи топлива непрерывного типа.

Надо отметить, что все эти варианты уже устарели и являются очень капризными конструкциями.

Таким образом, система может иметь несколько разновидностей, зависящих от определенного набора факторов и характеристик работы.

Другой вариант классификации

Система может быть нескольких видов и вариантов.

  • Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
  • Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
  • Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.

Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.

Устройство

Система в целом имеет в составе основные узлы.

  1. Бак топлива – является компактным элементом, который имеет насос, фильтр для чистки от механических частиц. Он предназначен для хранения топлива.
  2. Инжектор используется с целью образования смеси – эмульсии, а также для ее подачи в цилиндры.
  3. Блок управления – его установка осуществляется непосредственно на двигателях с инжектором.
  4. Топливный насос – используется обычно традиционный вариант. Он представлен электрическим двигателем с высокой мощностью.

Таким образом, рассматриваемый механизм является простым и прогрессивным, позволяет добиваться нужных результатов при его использовании и ездить с комфортом.

Особенности многоточечного механизма

Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.

Управление каждой форсункой производится в «личном» порядке. Время, когда это происходит, заложено программой управленческого блока. Если их активировать, происходит замена параллельным пуском.

Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком. Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком.

В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.

Резюме

Таким образом, рассматриваемая система впрыска топлива является достаточно простой и оригинальной в своей работе, позволяя пользователям достигать комфортного результата и чувствовать себя за рулем безопасно.

#10 Что такое впрыск топлива и как работает система впрыска? — DRIVE2

Что такое впрыск топлива и как работает система впрыска?

Впрыск топлива — это система дозированной подачи топлива в цилиндры двигателя. Существует много разновидностей систем впрыска — механический, моновпрыск, распределенный, непосредственный. В данной статье мы расскажем про современные электронные системы подачи топлива на основе системы управления двигателем, как они работает и из каких датчиков состоят.

Как работает система впрыска топлива?

На рисунке схематично показан принцип работы распределенного впрыска.

Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха (т.к измеряется общий массовый расход или давление в ресивере.

Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов.

Датчики системы впрыска топлива

Для функционирования электронной системы управления двигателем не обязательно наличие всех датчиков. Комплектации зависят от системы впрыска, от норм токсичности. В программе управления есть флаги комплектации, которые информируют ПО о наличии или отсутствии каких-либо датчиков. Например, в системах Евро-2 отсутствуют датчик неровной дороги.

Датчик кислорода (ДК) — рассчитывает содержание О2 в отработанных газах. Используется только в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода — до катализатора и после него). Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.

Датчик положения коленвала (ДПКВ) — считывает частоту вращения коленвала и его положение. Служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — определяет массовый расход воздуха, поступающего в двигатель. Служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — следит за температурой охлаждающей жидкости. Служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Сигнал ДТОЖ подается только на электронный блок управления, для индикации на панели используется другой датчик.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) — определяет положение дросселя (нажата педаль «газа» или нет). Служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.

Датчик детонации — служит для контролем детонации двигателя. При обнаружении последней, блок управления двигателем включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания. В первых системах впрыска применялся резонансный датчик детонации, пришедший с системы GM. Сейчас повсеместно используются широкополосные датчики.

Датчик скорости (ДС) — определение скорость движения автомобиля. Используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.

Датчик фазы (ДФ) — определяет положение распредвала. Служит для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно — параллельную (групповую) систему подачи топлива.

Датчик неровной дороги — служит для оценки уровня вибраций двигателя. Это необходимо для правильной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности (применяется в связи с вводом норм токсичности Евро-3).

Исполнительные механизмы системы впрыска

По результатам опроса датчиков системы впрыска, программа электронного блока управления осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ).

Форсунка — электромагнитный клапан с нормированной производительностью (встречаются пьезоэлектрические). Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива.

Бензонасос — предназначен для нагнетания топлива в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива совмещен с бензонасосом.

Модуль зажигания — электронное устройство управления искрообразованием. Содержит в себе два независимых канала для поджига смеси в 1-4 и 2-3 цилиндрах. То есть реализуется принцип «холостой искры». В последних модификациях низковольтные элементы модуля зажигания помещены в электронный блок управления, а для получения высокого напряжения используются либо выносная двухканальная катушка зажигания, либо катушки зажигания непосредственно на свече.

Регулятор холостого хода — служит для поддержании заданных оборотов холостого хода. Представляет собой прецизионный шаговый двигатель, регулирующий обводной канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки, для обеспечения двигателя воздухом, необходимым для поддержания холостого хода (7-12 кг./час) при закрытой дроссельной заслонке.

Вентилятор системы охлаждения — управляется электронным блоком управления по сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости. Разница между включением/выключением как правило 4-5°С.

Сигнал расхода топлива — выдается на маршрутный компьютер — 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные эти приблизительные, т.к рассчитываются они на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого эмпирического коэффициента, который необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелинейном участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами. Как показывает практика, сигнал расхода топлива более — менее соответствует истине на системах с ДК.

Адсорбер — является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.

Электронный блок управления

Электронный блок управления — по сути специализированный микрокомпьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами.

Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название микросхемы — CHIP (чип), отсюда и пошло название чип-тюнинг, то есть изменение программы управления двигателем. Содержимое «чипа» — обычно делится на две функциональные части — собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки — набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.

Следует иметь ввиду, что для правильной работы любой системы впрыска необходимо наличие полностью исправных датчиков и исполнительных механизмов.

Спасибо, что прочитали статью до конца
Удачи на дорогах

Системы впрыска топлива — DRIVE2

В конце 60х-начале 70х годов ХХ века остро встала проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами, среди которых значительную часть составляли выхлопные газы автомобилей. До этого времени состав продуктов сгорания двигателей внутреннего сгорания никого не интересовал. В целях максимального использования воздуха в процессе сгорания и достижения максимально возможной мощности двигателя состав смеси регулировался с таким расчетом, чтобы в ней был избыток бензина. В результате в продуктах сгорания совершенно отсутствовал кислород, однако оставалось несгоревшее топливо, а вредные для здоровья вещества образуются главным образом при неполном сгорании. В стремлении повышать мощность конструкторы устанавливали на карбюраторы ускорительные насосы, впрыскивающие топливо во впускной коллектор при каждом резком нажатии на педаль акселератора, т.е. когда требуется резкий разгон автомобиля. В цилиндры при этом попадает чрезмерное количество топлива, не соответствующее количеству воздуха. В условиях городского движения ускорительный насос срабатывает практически на всех перекрестках со светофорами, где автомобили должны то останавливаться, то быстро трогаться с места. Неполное сгорание имеет место также при работе двигателя на холостых оборотах, а особенно при торможении двигателем. При закрытом дросселе воздух проходит через каналы холостого хода карбюратора с большой скоростью, всасывая слишком много топлива. Из-за значительного разрежения во впускном трубопроводе в цилиндры засасывается мало воздуха, давление в камере сгорания остается к концу такта сжатия сравнительно низким, процесс сгорания чрезмерно богатой смеси проходит медленно, и в выхлопных газах остается много несгоревшего топлива. Описанные режимы работы двигателя резко повышают содержание токсических соединения в продуктах сгорания.
Стало очевидно, что для понижения вредных для жизнедеятельности человека выбросов в атмосферу надо кардинально менять подход к конструированию топливной аппаратуры.
СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Для снижения вредных выбросов в систему выпуска было предложено устанавливать каталитический нейтрализатор отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой нормальной топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух/бензин 14,7:1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводило к падению эффективности его работы и ускоренному выходу из строя. Для стабильного поддержания такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили. Альтернативой могли стать только системы впрыска. Первые системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются по мере эксплуатации автомобиля. Этот результат вполне закономерен, учитывая износ и загрязнение элементов системы и самого двигателя внутреннего сгорания в процессе его службы. Встал вопрос о системе, которая смогла бы сама себя корректировать в процессе работы, гибко сдвигая условия приготовления рабочей смеси в зависимости от внешних условий. Выход был найден следующий. В систему впрыска ввели обратную связь — в выпускную систему, непосредственно перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-зонд. Данная система разрабатывалась уже с учетом наличия такого основополагающего для всех последующих систем элемента, как электронный блок управления (ЭБУ). По сигналам датчика кислорода ЭБУ корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси.
На сегоднящний день инжекторый (или, говоря по-русски, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшую карбюраторную систему. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).
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%. Происходит 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.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ (на примере электронной системы распределенного впрыска)

В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндра предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой, где топливо находится под давлением, которое создает электробензонасос. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контроллер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.
Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.
Датчик положения дроссельной заслонки служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.
Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и для управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя.
Датчик положения коленвала служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.
Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Информация, которую выдает датчик, используется электронным блоком управления для корректировки количества подаваемого топлива. Датчик кислорода используется только в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода- до катализатора и после него).
Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания.
Здесь перечислены только некоторые основные датчики, необходимые для работы системы. Комплектации датчиков на различных автомобилях зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр.
Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами, к которым относятся: форсунки, бензонасос, модуль зажигания, регулятор холостого хода, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина, вентилятор системы охлаждения и др. (все опять же зависит от конкретной модели)
Из всего перечесленного, возможно, не все знают, что такое адсорбер. Адсорбер является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 запрещен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг. На неработающем двигателе пары бензина попадают в адсорбер из бака и впускного коллектора, где происходит их поглощение. При запуске двигателя адсорбер по команде ЭБУ продувается потоком воздуха, всасываемого двигателем, пары увлекаются этим потоком и дожигаются в камере сгорания.
ТИПЫ

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

Одноточечный впрыск проще, он менее начинен управляющей электроникой, но и менее эффективен. Управляющая электроника позволяет снимать информацию с датчиков и сразу же менять параметры впрыска. Немаловажно и то, что под моновпрыск легко адаптируются карбюраторные двигатели почти без конструктивных переделок или технологических изменений в производстве. У одноточечного впрыска преимущество перед карбюратором состоит в экономии топлива, экологической чистоте и относительной стабильности и надежности параметров. А вот в приёмистости двигателя одноточечный впрыск проигрывает. Еще один недостаток: при использовании одноточечного впрыска, как и при использовании карбюратора до 30% бензина оседает на стенках коллектора.
Системы одноточечного впрыска, безусловно, являлись шагом вперед по сравнению с карбюраторными системами питания, но уже не удовлетворяют современным требованиям.

Более совершенными являются системы многоточечного впрыска, в которых подача топлива к каждому цилиндру осуществляется индивидуально. Распределенный впрыск мощнее, экономичнее и сложнее. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов. Основные преимущества распределенного впрыска:
возможность автоматической настройки на разных оборотах и соответственно улучшение наполнения цилиндров, в итоге при той же максимальной мощности автомобиль разгоняется гораздо быстрее;
бензин впрыскивается вблизи впускного клапана, что существенно снижает потери на оседание во впускном коллекторе и позволяет осуществлять более точную регулировку подачи топлива.

Непосредственный впрыск как очередное и эффективное средство в деле оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового двигателя реализует простые принципы. А именно: более тщательно распыляет топливо, лучше перемешивает с воздухом и грамотней распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В итоге двигатели с непосредственным впрыском потребляют меньше топлива, чем обычные «впрысковые» моторы (в особенности при спокойной е

Каким бывает впрыск топлива. И как он влияет на характеристики мотора. — DRIVE2

На современных двигателях впрыск топлива полностью вытеснил карбюраторную систему питания. Но при этом, среди автопроизводителей до сих пор нет единого мнения, какая система впрыска предпочтительней, поскольку каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.
Одноточечный (или центральный) впрыск топлива: как альтернатива карбюратору стал широко применяться еще в 80-х годах прошлого века. Впрочем, особой разницы в принципе работы у этих систем питания не было: как и раньше воздух смешивался с топливом во впускном коллекторе, просто сложный и чувствительный к настройкам карбюратор заменила форсунка (поэтому такой впрыск и получил название одноточечного). Причем никакой электроники поначалу и в помине не было – управление подачей бензина осуществлялось механическими устройствами.
Тем не менее, впрыск обеспечивал мотору более высокие мощностные характеристики и лучшую экономичность. Дело в том, что форсунка позволяла точнее дозировать количество топлива и распылять его на мелкие частицы. В результате, с воздухом образовывалась однородная смесь, состав которой мог практически мгновенно меняться в зависимости от условий движения и режима работы двигателя.
Правда, были у такой системы и существенные недостатки. Например, большое сопротивление поступающему в цилиндры воздуху. Ведь форсунку зачастую устанавливали в корпус бывшего карбюратора, да и громоздкие по тем временам датчики затрудняли дыхание мотору. Но все это теоретически можно было легко исправить. А вот плохое распределение топливной смеси по цилиндрам – нет. Ведь ей приходится проделывать долгий путь по трубопроводам, которые обладают разной длиной и сопротивлением. А значит, и резервов для улучшения показателей двигателя почти не остается. Поэтому сегодня центральный или одноточечный впрыск практически не встречается.
Распределенный (или многоточечный) впрыск: отличается от предыдущей схемы тем, что в данном случае во впускном патрубке каждого цилиндра установлена индивидуальная форсунка, которая подает топливо прямо на впускной клапан. Таким образом, топливная смесь готовится непосредственно перед подачей в камеру сгорания. Поэтому она получается однородной по своему составу и примерно одинакова по качеству для каждого из цилиндров. В результате, это благотворно сказывается на мощности и экономичности мотора, а так же на токсичности выхлопных газов.
Распределенный впрыск постоянно совершенствовался. Поначалу он, также как и предыдущая схема, управлялся механическим путем. Но бурное развитие электроники позволило не только сделать систему питания более эффективной, но и скоординировать ее действия с другими компонентами двигателя. Поэтому современный мотор может не только сигнализировать водителю о неисправности, но даже в случае необходимости перейти на аварийный режим работы (он позволит добраться до дома или сервиса без эвакуатора) или исправить некоторые ошибки в пилотировании в сотрудничестве с системами безопасности.
Внедрение дополнительных датчиков позволило перевести распределенный впрыск с параллельной на последовательную схему подачи топлива. В первом случае в определенный момент времени открывались все форсунки, топливо перемешивалось с воздухом, и получившаяся смесь ждала открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае время срабатывания каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность и точность такого впрыска несколько выше, но он и стоит дороже. Поэтому иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Система Впрыска EFI(Electronic Fuel Injection). — DRIVE2

EFI — электронная система впрыска топлива(Electronic Fuel Injection).

Первым коммерческим электронным впрыском топлива (EFI) является система Electrojector, разработанная компанией Bendix, и которая была предложена компанией American Motors Corporation (AMC) на двигателе 327 объемом 5,4 литра установленном на автомобиль Rambler Rebel в 1957 году. Впрыск Electrojector являлся опцией для 327 двигателя. Его мощность составила 288 л.с. (214,8 кВт). Пик крутящего момента сдвинулся на 500 оборотов в минуту вниз, чем аналогичный двигатель с карбюраторным впрыском. Стоимость опции EFI составляла $395 по состоянию на 15 июня 1957 года. С системой Electrojector было продано очень мало автомобилей и не одна из них не являлась серийной. Система EFI установленная в Rambler Rebel отлично зарекомендовала себя при положительных температурах, а при отрицательных наблюдались серьезные проблемы с пуском двигателя.

В 1958-м году компания Chrysler предложила свою систему Electrojector на автомобилях Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury. Это были первые серийные автомобили оснащенные системой EFI. Эта система EFI была совместно разработана компаниями Chrysler и Bendix. Большинство из 35 автомобилей изначально оборудованные электронной системой впрыска были переоборудованы с 4-карбюраторных систем. Патенты системы впрыска Electrojector впоследствии были проданы компании Bosch.

Компания Bosch разработала электронную систему впрыска топлива D-Jetronic, которая впервые была применена на автомобиле VW 1600TL/E в 1967 году. Это была первая электронная система впрыска топлива, которая для расчета топливо-воздушной смеси использовала показания датчиков частоты вращения двигателя и плотности воздуха во впускном коллекторе. Эта система была адаптирована для автомобилей таких производителей, как VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab и Volvo. В 1974-м году Bosch модернизировала систему D-Jetronic до систем K-Jetronic и L-Jetronic, хотя некоторые автомобили (например Volvo 164) продолжали использовать систему D-Jetronic еще на протяжении несколько лет. В 1970 году компания Isuzu вместе с Bosch адаптировали систему впрыском топлива D-Jetronic для автомобиля Isuzu 117 Coupe, которая продавалась только в Японии.

В 1975-м году на автомобиле Cadillac Seville появилась система EFI разработанная компанией Bendix и смоделированная практически аналогична Bosch D-Jetronic. Система L-Jetronic впервые появилась в 1974-м году на автомобиле Porsche 914, которая использует механический счетчик расхода воздуха. Этот подход требует дополнительных датчиков для измерения атмосферного давления и температуры, для того чтобы в конечном итоге вычислить «воздушную массу». L-Jetronic получила широкое распространение на европейских автомобилей того периода, и несколько японских моделей спустя некоторое время.

В Японии в январе 1974-м году Toyota впервые установила систему EFI на двигатель 18R-E, которым опционально оснащался автомобиль Toyota Celica. Система EFI установленная на двигатель 18R-E являлась многоточечной системой впрыска топлива. Nissan предложил электронную многоточечную систему впрыска топлива в 1975 году. Это была система компании Bosch L-Jetronic, установленной на двигатель Nissan L28E и Nissan Fairlady Z, Nissan Cedric и Nissan Gloria. Вскоре Toyota последовала той же технологии в 1978 году, которую опробовала на двигателе 4M-E, устанавливающимся на Toyota Crown, Toyota Supra и Toyota Mark II. В 1980 году в качестве стандартного оборудования Isuzu Piazza и Mitsubishi Starion оснастили электронной системой впрыска топлива, разработанных отдельно обеими компаниями дизельных двигателей. В 1981 году Mazda продемонстрировала систему EFI на автомобиле Mazda Luce с двигателем Mazda FE, а в 1983 Subaru оснастила ею свой двигатель EA81, установленный на автомобиль Subaru Leone. Honda в 1984 разработала собственную систему PGM-FI для Honda Accord и Honda Vigor (двигатель Honda ES3).

В 1980 году Motorola представила первый электронный блок управления двигателем(ECU) ЕЭС III. Он тесно интегрирован с системами управления двигателем, например, впрыском топлива и зажиганием. На сегодняшний день это стандартный подход для управления системами впрыска топлива.

Основные типы электронного впрыска
SPFI (Single Point Fuel Ijection) − Одноточечный инжектор устанавливается в корпусе дроссельной заслонки, в том месте, где в раньше устанавливался карбюратор. Таким образом электронный впрыск выполняется при помощи одной форсунки сразу для всех цилиндров.

Такая схема впрыска была введена в 1940-х годах на больших авиационных двигателях. В автомобильной промышленности на двигателях легковых автомобилях одноточечный инжектор стали устанавливать в 1980-е годы. У разных производителей система имела разные названия, например TBI у General Motors, CFI у Ford, EGI у Mazda. Из-за того, что топливо впрыскивается во впускные каналы, такая схема имеет общее название «мокрый впрыск».

Самый главный плюс системы SPFI состоит в низкой стоимости самой системы. Большинство вспомогательных компонентов карбюратора, таких как воздушный фильтр, впускной коллектор и воздушный тракт могут использоваться совместно с системой SPFI без дополнительных доработок. Система SPFI широко использовалась на американском рынке с 1980-го по 1995-й год, на европейском же была популярна в начале и середине 1990-х годов.

CFI (Continuous Fuel Injection) − Непрерывный впрыск топлива. Топливо впрыскивается непрерывно при помощи одной или нескольких форсунок, но с переменной скоростью. Это главное отличие от большинства систем впрыска, в которых топливо впрыскивается короткими импульсами различной продолжительности каждого импульса.

Непрерывный впрыск может быть, как одноточечным так и многоточечный, но не может быть непосредственным.
Самая распространенная система непрерывного впрыска K-Jetronic производства Bosch, который появился в 1974-м году. Система K-Jetronic использовалась на протяжении многих лет с 1974-го до середины 1990-х годов такими авто-производителями, как BMW, Lamborghini, Ferrari, Mercedes-Benz, Volkswagen, Ford, Porsche, Audi, Saab, DeLorean, Volvo и Toyota.

CPFI (Central Port Fuel Injection) − Центральный впрыск топлива. Эту систему использовала General Motors с 1992-го по 1996-й год. В ней используются каналы с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива в каждый впускной канал, а не в корпус дроссельной заслонки, как в системе SPFI. Давление топлива аналогично системе SPFI.

MPFI (Multi Point Fuel Injection) − Многоточечный(Мультиточечный) впрыск топлива. Впрыск топлива осуществляется во впускной канал чуть выше от впускного клапана каждого цилиндра, а не в центральной точке впускного коллектора. Система MPFI (или MPI) может быть одновременной или последовательной, т.е. все форсунки работают ассинхронно, каждая из них управляется отдельно CPU двигателя и подает импульс в необходимый момент для каждой форсунки каждого цилиндра.

Многие современные системы EFI используют последовательную систему впрыска топлива MPFI. Но в новых бензиновых двигателях систему MPFI уверенно начинают заменять системы прямого(непосредственного) впрыска.

DFI (Direct Fuel Injection) − Прямой(Непосредственный) впрыск топлива. В двигатель с непосредственным впрыском, в отличие от всех других систем впрыска, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Впервые система непосредственного впрыска топлива DFI была применена на двигателе Mitsubishi (GDI − Gasoline Direct Injection). Сегодня эта система впрыска активно применяется на новых двигателях автомобильных производителей Audi (TFSI), Volkswagen (FSI, TSI), Toyota D4 и т.д.

Использование непосредственного впрыска позволяет достичь 15% топливной экономичности и повысить экологичный класс двигателя.

Система DFI достаточно дорога относительно других систем электронного впрыска топлива за счет того, что для обеспечения ее нормальной работы требуется достичь большое давление в топливной магистрали. Для этого используется специальный топливный насос высокого давления(ТНВД). В свою очередь форсунки подвергаются более высокому давлению и температуре, из-за чего для их производства применяются более дорогостоящие материалы. А так же требуются высокоточные электронные системы, чтобы впрыск топлива в цилиндры происходил в строго определенное время. С такой системой весь впускной коллектор становится сухим, что позволяет содержать систему впуска в идеально чистом состоянии.

Общая Схема Инжектора

Barik-CZ › Блог › Тонкости настройки форсированных двигателей работающих на современных ЭБУ.

Следующий аспект, который необходимо обсудить, это влияние фазы топливоподачи на эффективные показатели двигателя с искровым зажиганием.

Современные ЭБУ позволяют настраивать не только гоночные автомобили, но и открывают новые возможности при установке на обычные машины, и при этом не потеряв функционала всех основных бортовых систем

Распределённый впрыск, или многоточечный впрыск (Multi Point injection, MPi) — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:

Одновременный (Simultaneous, Batch Fire Injection) — все форсунки открываются одновременно.

Попарно-параллельный (Bank Fire Injection) — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (так называемой фазы).

Фазированный впрыск (Sequential Injection) — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска.

Непосредственный впрыск (Direc Injection, DI) — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

Одновременный или групповой тип распределенного впрыска (Simultaneous or Bank Fire Injection)

При групповом типе распределенного впрыска все инжектора впрыскивают топливо одновременно, один раз в течение одного оборота коленчатого вала, то есть два раза в течение полного рабочего цикла в четырехтактном двигателе (см. картинку выше). Таким образом, при групповом механизме организации подачи топлива, форсунки иногда впрыскивают бензин в уже закрытый клапан, и все же данный тип имеет свои преимущества в простоте.

Сверх того, тот факт, что впрыск топлива происходит дважды, это в свою очередь позволяет использовать инжектора меньшего размера, что уменьшает стоимость. Кроме того, использование форсунок меньшего размера имеет дополнительное преимущество при работе двигателя на не высоких частотах вращения, при малой нагрузке, и особенно на холостом ходу т.к. это позволяет увеличить длительность открытия форсунок и пропустить второй импульс т.е. впрыскивать только один раз за каждых два оборота коленчатого вала. Это в свою очередь улучшит точность измерения длительности открытия форсунок, потому что большинство инжекторов становятся неустойчивыми при длине импульса меньше 2 миллисекунд.

Видео Sequential Injection vs Batch Fire Injection

Фазированный впрыск (Sequential Injection)

Большинство современных автомобилей используют фазированную систему распределенного впрыска, которая позволяет осуществлять подачу топлива синхронно с открытием впускных клапанов индивидуально для каждого цилиндра.

Обычно, на серийных автомобилях фаза впрыскивания начинается около 40-50 градусах до начала открытия впускного клапана. Чтобы обойти трудности, вызванные использованием больших форсунок, распыляющих именно тогда, когда впускной клапан открыт, достаточно часто производители устанавливают малого размера инжектора. Поэтому в режиме круиз и малых нагрузках, форсунки заканчивают впрыск топлива еще до момента закрытия впускных клапанов. Это снижает вредные выбросы, уменьшает расход и улучшает реакцию на педаль газа.

Однако, с увеличение частоты вращения и нагрузки, сток форсунок уже не достаточно для впрыскивания топлива в столь короткий промежуток времени, пока впускной клапан открыт (в среднем около 250 градусах). Поэтому, для обеспечения подачи н

О системах впрыска — DRIVE2

На современных автомобилях используются различные системы впрыска топлива. Система впрыска (другое наименование — инжекторная система, от injection – впрыск) как следует из названия, обеспечивает впрыск топлива.

Система впрыска используется как на бензиновых, так и дизельных двигателях. Вместе с тем, конструкции и работа систем впрыска бензиновых и дизельных двигателей существенным образом различаются.

В бензиновых двигателях с помощью впрыска образуется однородная топливно-воздушная смесь, которая принудительно воспламеняется от искры. В дизельных двигателях впрыск топлива производится под высоким давлением, порция топлива смешивается со сжатым (горячим) воздухом и почти мгновенно воспламеняется. Давление впрыска определяет величину порции впрыскиваемого топлива и соответственно мощность двигателя. Поэтому, чем больше давление, тем выше мощность двигателя.

Система впрыска топлива является составной частью топливной системы автомобиля. Основным рабочим органом любой системы впрыска является форсунка (инжектор).

☑ Системы впрыска бензиновых двигателей

В зависимости от способа образования топливно-воздушной смеси различают следующие системы впрыска бензиновых двигателей:

✔ система центрального впрыска;
✔ система распределенного впрыска;
✔ система непосредственного впрыска.

Системы центрального и распределенного впрыска являются системами предварительного впрыска, т.е. впрыск в них производится не доходя до камеры сгорания — во впускном коллекторе.

Центральный впрыск (моновпрыск) осуществляется одной форсункой, устанавливаемой во впускном коллекторе. По сути это карбюратор с форсункой. В настоящее время системы центрального впрыска не производятся, но все еще встречаются на легковых автомобилях. Преимуществами данной системы являются простота и надежность, а недостатками — повышенный расход топлива, низкие экологические показатели.

Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска) предполагает подачу топлива на каждый цилиндр отдельной форсункой. Образование топливно-воздушной смеси происходит во впускном коллекторе. Является самой распространенной системой впрыска бензиновых двигателей. Ее отличает умеренное потребление топлива, низкий уровень вредных выбросов, невысокие требования к качеству топлива.

Перспективной является система непосредственного впрыска. Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Система позволяет создавать оптимальный состав топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, повысить степень сжатия, тем самым обеспечивает полное сгорание смеси, экономию топлива, повышение мощности двигателя, снижение вредных выбросов. С другой стороны ее отличает сложность конструкции, высокие эксплуатационные требования (очень чувствительна к качеству топлива, особенно к содержанию в нем серы).

Системы впрыска бензиновых двигателей могут иметь механическое или электронное управление. Наиболее совершенным является электронное управление впрыском, обеспечивающее значительную экономию топлива и сокращение вредных выбросов.

Впрыск топлива в системе может осуществляться непрерывно или импульсно (дискретно). Перспективным с точки зрения экономичности является импульсный впрыск топлива, который используют все современные системы.

В двигателе система впрыска обычно объединена с системой зажигания и образует объединенную систему впрыска и зажигания (например, системы Motronic, Fenix). Согласованную работу систем обеспечивает система управления двигателем.

☑ Системы впрыска дизельных двигателей

Впрыск топлива в дизельных двигателях может производиться двумя способами: в предварительную камеру или непосредственно в камеру сгорания.

Двигатели с впрыском в предварительную камеру отличает низкий уровень шума и плавность работы. Но в настоящее время предпочтение отдается системам непосредственного впрыска. Несмотря на повышенный уровень шума, такие системы имеют высокую топливную экономичность.

Определяющим конструктивным элементом системы впрыска дизельного двигателя является топливный насос высокого давления (ТНВД).

На легковые автомобили с дизельным двигателем устанавливаются различные конструкции систем впрыска:

✔ система впрыска с рядным ТНВД;
✔ система впрыска с распределительным ТНВД;
✔ система впрыска насос-форсунками;
✔ система впрыска Сommon Rail.

Прогрессивные системы впрыска — насос-форсунки и система Сommon Rail.

В системе впрыска насос-форсунками функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Насос-форсунка имеет постоянный (неотключаемый) привод от распределительного вала двигателя, поэтому подвержена интенсивному износу. Это качество насос-форсунки направляет предпочтения автопроизводителей в сторону системы Сommon Rail.

Работа системы впрыска Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего акку

О нашем GDI — KIA Pro_Ceed GT, 1.6 л., 2014 года на DRIVE2

Стало интересно что же за двигатель и почему люди с презрение относятся к нему.
Итак, все по порядку…
У киа ставятся движки с надписями MPI, DOCH, DOCH CVVT, GDI более понятные обозначения, до новичков NU CVVL, theata CVVT MPI… Эти обозначения расшифровываются как например MPI (Multi Point Injection (многоточечный впрыск»)). Многоточечный тип впрыска означает, что в двигателе с такой системой горючее подается в каждый цилиндр через отдельную форсунку, причем форсунка изолирована. CVVT (Continuous variable valve timing(Система изменения фаз газораспределения)) Система регулирует параметры открытия клапанов в соответствии со скоростью вращения и нагрузкой на двигатель. DOCH (Double overhead cam-shafts(два распределительных вала)) Теперь надеюсь стало более понятно что это за буковки. Бывают и различные вариации DOCH CVVT например.
Теперь наш GDI и о нем подробнее.
GDI (Gasoline Direct Injection (бензиновый с непосредственным впрыском)) Для большинства ясно что не водородный, но все самое “интересное” заключено в DI.
Немного истории… Долгое время смесеобразованием в двигателе занимался его величество карбюратор, который с течением времени обрастал отдельным ХХ, добавлял камеры т.е. всячески обновлялся. Стоит заметить что принцип работы древнего карбюратора мало отличался от современных образцов. Важный момент заключается в том, что ТВС (топливно-воздушная смесь) должна быть идеальной(14 частей воздуха к 1 бензина(для карбулятора)). К этому собственно и стремились в 80-е. Только тяжело для карбюратора организовать такую смесь. С появлением MPI многоточечный впрыск ГРУБО ГОВОРЯ на каждый цилиндр стал использоваться 1-н инжектор, который обеспечивал идеальную ТВС.\\ ради справедливости добавлю что можно оснастить двигатель не 1-м карбюратом, а несколькими вплоть до 1 карба на цилиндр. Теперь самое основное. У карбюратора образование смеси происходит перед поступлением в камеру сгорания при этом расходуется мощность и падает КПД. При инжекторе топливо уже не засасывается, а впрыскивается под давлением и потери мощности уже нет. Естественно бывает одна форсунка в коллекторе на все цилиндры, или как MPI у каждого цилиндра свой коллектор с форсункой распределенный впрыск! Вроде бы все хорошо, но смесь образуется до поступления в цилиндры как и в случае с карбюратором) соответственно предел управления подачей топлива… Вот тут и появляется непосредственный впрыск. Впервые данная технология появилась аж в 1925 году! Изобретателем был Хессельман, двигатель Хессельмана так и назвали. Работать он мог на бензине, дизеле, керосине… на всем кроме поленьев))) Технология активно стала использоваться с 2000-х годов. Митсубиши каризма оснащалась 1.8 GDI в далеком 1997, а в 1999 технолгию лицензировали хундай и пежо. Как мы знаем киа и хундай являются концерном! Далее подключились рено и GM (с 2009 года камаро оснащается 3,6л непосредственный впрыск) Так же опеля, бмв и с недавнего времени мазда используют одно и тоже.
Вот такие дела… Теперь друзья подписчики или просто те кто интересуется… Введите в яндекс FSI (Fuel Stratified Injection (послойный впрыск топлива)) или TFSI добавление турбины. В целом тот же непосредственный впрыск. Скайактив DICI или DISI двигатели тоже непосредственный впрыск!
Погоня за топливной экономичностью, снижению выбросов и приводит нас к совершенствованию технологий. Турбины дело другое, не о них. Так что нечего тайного в GDI нет для нас.
Думаю количество презирающих GDI от кия снижается и происходит понимание что непосредственный впрыск это настоящее… Вот электрокары это забытое наше будущее(электрокары появились очень давно).

То что забыл написать в середине(пару технических моментов о GDI)…
В двигателях созданных по технологии GDI бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, воспламеняется свечой, синхрон

Каким бывает впрыск топлива

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.

Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.

Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.

Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.

При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №4 2008 год
Фото
фото из архива “Клаксона”

Непосредственный впрыск. — DRIVE2

Любой работник автосалона с гордостью заявит вам, что двигатель предлагаемого вам автомобиля «оборудован новейшим непосредственным впрыском». Чаще всего, при этом, смысл и принцип работы нововведения объяснить затруднится, но зато посулит немыслимую экономию («до 30%») и «увеличение мощности».

Между тем, «новейший» непосредственный впрыск, это технология разработанная еще в середине 30-х и серийно применявшаяся в годы Второй мировой, например, на истребителях «Мессершмитт 109».

Вскоре после войны немецкая инженерия несколько раз пыталась применить этот принцип на мелкосерийных автомобилях, в числе которых был и культовый Mercedes 300SL c механическим непосредственным впрыском — по сути, настоящий «бензиновый дизель».

Количество поломок систем первого поколения оказалось решающим — про принцип в промышленном масштабе забыли на пяток десятилетий, несмотря на заметную экономию на фоне примитивного карбюраторного смесеобразования.

Идея распылять топливо непосредственно в цилиндр стала практически полезной только в начале 90-х. Причина проста — экология и ее нормативы. Значительное количество времени при городском режиме движения автомобиль работает в режиме малых и частичных нагрузок, иногда топливо тратится практически «в пустую» — фактически только на поддержание холостых оборотов.

Хорошо было бы, подумали инженеры, для режимов малых нагрузок наполнять цилиндры бедной смесью, сильно отступив от пропорций стехиометрии. И если для полноценного горения за идеал принято соотношение 14.7 кг воздуха на 1 кг бензина плюс-минус 10%, то выгодным, с точки зрения экологии, было бы найти возможность поджигать смесь в несколько раз более бедную, экономя бензин. Раза так в 2-3 более бедную, иначе заметного результата не будет. Из практики однако известно, что уже соотношение более 15,7 вызывает проблемы с горением. При соотношениях более 22:1 эффективного воспламенения уже не происходит, что грозило затее провалом.

Вот тут-то про непосредственный впрыск и вспомнили. В отличие от обычного распределенного впрыска, где форсунка льет прямо во впускной канал, поместив форсунку прямо в цилиндр, мы получаем возможность управлять фазой и длительностью впрыска — впускной клапан уже не мешает. Это как видео против киноаппарата с обтюратором — когда источник топлива уже в цилиндре, управляй им как хочешь — ничто не мельтешит перед форсункой и не отвлекает от процесса. 🙂

Для режима частичных нагрузок впрыскивание организовали в момент начала такта сжатия. Топливо долетает до днища поршня специальной формы, попутно забирая часть тепла в цилиндре и препятствуя тем самым детонации, хорошо перемешивается с воздухом и вспыхивает к моменту конца сжатия совместно с дополнительно поданной порцией в итоговом соотношении всего около 40:1(!). В обычном же режиме, двигатель работает на уже привычном соотношении воздуха и бензина, близком к стехиометрии. Вот вам и зримая экономия.

Это как бы осязаемые плюсы. А теперь сюрприз, поговорим о недостатках.

Система питания обычного двигателя работает при давлении около 3,5 атм. Для этого нам требуется электронасос, не шибко отличающийся по конструкции, надежности и цене от насоса «Малыш» у вас на даче. Также потребуется несколько форсунок, по числу цилиндров — а это тоже не ахти какие большие затраты как при производстве так и при последующей возможной замене. Добавляем сюда только обычные шланги и фильтр. Неисправный насос сразу даст о себе знать и может быть довольно просто продиагностирован и заменен на аналогичный. С форсунками возни и проблем еще меньше — живут десятками лет.

А теперь вот вам, форсунка непосредственного впрыска, по сравнению с распределенным впрыском, это недешевые, сложные в производстве и довольно капризные форсунки с давлением от 50 до 200 атм. Сравните с 3,5 атм. Да, это не дизель с 1800-2500 атм, но уже совсем точно не «обычный» распределенный впрыск.

Систему дополнительно усложняет наличие ТНВД — самого насоса, который обеспечивает столь высокое давление. В принципе, любой насос — штука механическая. А если давления высокие, то потенциально проблемная.

Идем далее: осмоление и закоксовка рабочей части форсунки нарушают точность ее работы — чувствительность к качеству топлива заметно повышается. Надежность — нет.

Требования экологии подразумевают рециркуляцию картерных газов — избытка давления в масляной системе. Это минимум. А иногда еще и части выхлопных газов… То есть, пока двигатель не прогрет, часть выхлопных газов снова отправляется на впуск, «на переработку». Экология…

Вспоминаем теперь, что форсунка во впускные каналы уже не прыскает — грязь и отложения не смывает. А вентиляция именно через них и организована, что в итоге?! А вот что:

Закоксовывание приводит к затруднению закрытия клапана, что в скором времени гарантирует снижение компрессии в цилиндрах. Мотор начинает ощутимо потряхивать, а после цилиндры и вовсе отключаются. Применение масел обычного качества, что норма для всех производителей (LowSAPS, с низкой щелочностью и высоким NOACK индексом)
отпускает мотору пару-тройку лет сравнительно беспроблемного существования.

Теперь поговорим про прирост мощности и экономичности. Как современный (года так с 1990) автомобиль с условным 3-х литровым двигателем ел по городу 15-16 литров, так и ест. Без улучшений. Что с непосредственным впрыском, что с распределенным. Какие тесты журналисты не проводят — там везде примерно одни и те же цифры фактического расхода.

Мощность, точнее — момент? Для примера рассмотрим в сравнении два практически идентичных мотора — BMW N52 и BMW N53. Ну едва ли этот эксцесс в 20 Н/м можно назвать достижением, чиптюнингом можно достичь сравнимых результатов.

Что в итоге?

Непосредственный впрыск для реальных условий эксплуатации это:

1.Использование конструктивно сложных и потенциально ненадежных узлов и агрегатов.
2.Исключительно высокие требования к качеству топлива, а особенно — масла.
3.Снижение потребления топлива и увеличение мощности на практике малозначительны, или вообще отсутствуют.
4.Диагностирование неисправностей и ремонт значительно усложнены.

Покупая автомобили BMW, Audi, Mercedes и прочих марок с непосредственным впрыском топлива, найдите время разобраться с особенностями эксплуатации этих двигателей на основе практического опыта владельцев, а не рекомендаций производителя.

Инжекторная система подачи топлива — это… Что такое Инжекторная система подачи топлива?

Двигатель АШ-82 в музее в Праге

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

Устройство

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

Классификация

По точке установки и количеству форсунок:

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

Управление системой подачи топлива

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

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

Принцип работы

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

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

На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:

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

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

Ранее использовалась механическая система управления впрыском.

Достоинства двигателей, оборудованных системой впрыска с микропроцессорным управлением

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

  • Уменьшение расхода топлива.
  • Упрощается запуск двигателя.
  • Приближенная к линейной характеристика крутящего момента (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя).
  • Не требует ручной регулировки системы впрыска, т.к. выполняет самостоятельную настройку на основе данных, передаваемых датчиками кислорода.
  • Поддерживает примерно стехиометрический состав рабочей смеси, что несколько уменьшает выброс несгоревших углеводородов и повышает экологичность (альфа ~ 0.98-1.2).

Недостатки

Основные недостатки двигателей с блоком управления по сравнению с карбюраторными:

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

История

Появление и применение систем впрыска в авиации

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

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

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

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

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

Применение систем впрыска в автомобилестроении

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

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

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

См. также

Примечания

  1. Electrojector и его потомки

Ссылки

Что такое впрыск топлива • CHIPTUNER.RU

Что такое «впрыск топлива»

Инжектор или впрыск (от английского inject – «впрыск») топлива – система дозированной подачи топлива в цилиндры двигателя. Существует много разновидностей впрыска – механический, моновпрыск, распределенный, непосредственный. Мы будем рассматривать только относительно современные электронные системы распределенной подачи топлива, на основе ЭСУД (электронной системы управления двигателем) рассчитывающей подачу топлива на основе сигналов установленных на двигателе датчиков. 

На рисунке схематично показан принцип многоточечного распределенного впрыска. Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха (т.к измеряется общий массовый расход (MAF) или давление в ресивере (MAP). Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров  при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов. Распределенный или точечный (то есть, когда на каждый цилиндр работает своя форсунка) впрыск топлива делится на три типа:

Одновременный, когда за один оборот коленвала (360°) все 4 форсунки отрабатывают одновременно.

• Попарно-параллельный (попеременный синхронный двойной впрыск), когда за один форсунки отрабатывают парами (1 – 4 и 2 – 3) каждые 180° оборота коленвала. Т.е за один оборот каждая пара срабатывает 1 раз. Частный случай такой системы – Bosch MP7.0H. Отличие: пары форсунок 1 – 3 и 2 – 4.

• Фазированный или последовательный, когда за один рабочий цикл двигателя каждая форсунка отрабатывает по одному разу в соответствии с фазой впрыска через каждые 180° оборота коленвала. Порядок работы – классический 1 – 4‑3 – 2.

Суммарное время впрыска на одновременном и попарно-параллельном способе одинаково, на фазированном – в два раза выше, т.к за один цикл одновременного и попарно-параллельного впрыска форсунка включается два раза, а на фазированном один, поэтому время ее работы увеличено примерно в 2 раза.

I. Датчики

Итак, начнем с информации, необходимой ЭБУ (Электронному блоку управления) для управления впрыском и зажиганием, т.н «Определяющие параметры»

Положение коленвала Датчик положения коленвала (ДПКВ)
Частота вращения коленвала Датчик положения коленвала (ДПКВ)
Массовый расход воздуха Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)
Температура охлаждающей жидкости Датчик температуры ОЖ (ДТОЖ)
Положение дроссельной заслонки Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)
Напряжение питания бортовой сети автомобиля Электронный блок управления ДВС
Скорость движения автомобиля Датчик скорости (ДС)
Наличие детонации Датчик детонации (ДД)
Включение кондиционера  
Содержание О2 в отработанных газах Датчик кислорода (ДК)
Положение (фаза) распредвала Датчик фазы (ДФ)
Контроль вибрации двигателя Датчик неровной дороги (ДНД)


Для функционирования ЭСУД не обязательно наличие всех датчиков. Комплектации зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр. В программе управления есть флаги комплектации, которые информируют ПО о наличии или отсутствии каких-либо датчиков. В таблице серым выделены основные датчики, необходимые для работы (исключение составляют системы впрыска на «классику», где не используется датчик детонации). 

Датчик кислорода используется только в системах с катализатором под нормы токсичности Евро‑2 и Евро‑3 (в Евро‑3 используется два датчика кислорода (ДК) – до катализатора и после него). Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.

ДПКВ служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения КВ в определенные моменты времени. ДПКВ – полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.

ДМРВ служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.

ДТОЖ служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором (ВСО). При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Внимание! Сигнал ДТОЖ подается только на ЭБУ, для индикации на панели используется другой датчик.

ДПДЗ служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия ДЗ, оборотов двигателя и циклового наполнения.

Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя УОЗ. В первых ЭСУД применялся резонансный ДД, пришедший с системы GM. Сейчас повсеместно используются широкополосные ДД.

Напряжение бортовой сети автомобиля – по нему определяется степень коррекции работы электромагнитных клапанов форсунок и времени накопления в модуле зажигания (МЗ)

Датчик скорости автомобиля используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.

Датчик Фазы служит для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно – параллельную (групповую) систему подачи топлива.

Запрос на  включение кондиционера служит для информации ЭБУ о том, что необходимо подготовить двигатель к включению кондиционера (появлению нагрузки на двигатель) – изменить обороты ХХ и принцип регулирования ХХ.

Датчик неровной дороги (раньше применялся довольно редко, сейчас все чаще, в связи с вводом норм токсичности Евро‑3) cлужит для оценки уровня вибраций автомобиля при детектировании пропусков воспламенения, с его помощью оценивается правильность работы зажигания (cлужит для оценки уровня вибраций автомобиля. Это необходимо для правильной работы системы детектирования пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности.)


II. Исполнительные механизмы

Топливоподача Форсунки
Бензонасос
Система зажигания Модуль зажигания
Регулировка холостого хода  регулятор холостого хода (РХХ) 
Диагностика Лампа Check Engine (CE)
Вывод данных через колодку диагностики
Вентилятор системы охлаждения  
Функции маршрутного компьютера Сигнал на тахометр
Сигнал расхода топлива
Муфта компрессора кондиционера  
Система улавливания паров бензина (Евро‑2;3) Клапан СУПБ (или «адсорбер»)

 

Форсунка – прецензионный электромагнитный (встречаются пьезоэлектрические) клапан с нормированной производительностью. Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива. Номинальное электрическое сопротивление электромагнитной форсунки ВАЗ 11,7 – 12,6 Om (при 20°С).

Бензонасос предназначен для нагнетания топлива в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива (РДТ) совмещен с бензонасосом. Исправный бензонасос без регулирования (с пережатой обраткой) должен создавать в магистрали давление не менее 5 атм. Рабочее давление на ХХ должно быть около 2,2 – 2,4 атм, на ХХ со снятым вакуумом – 3 атм. Бензонасос, совмещенный с РДТ, используемый в системах с безсливной рампой – 3,8 атм.

Модуль зажигания – электронное устройство управления искрообразованием. Содержит в себе два независимых канала для поджига смеси в 1 – 4 и 2 – 3 цилиндрах. То есть реализуется принцип «холостой искры». В последних модификациях низковольтные элементы МЗ помещены в ЭБУ, а для получения высокого напряжения используются либо выносная двухканальная катушка зажигания, либо катушки зажигания непосредственно на свече.

Регулятор холостого хода служит (совместно с УОЗ – регулированием) для поддержании заданных оборотов ХХ. Представляет собой прецизионный шаговый двигатель, регулирующий обводной канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки, для обеспечения двигателя воздухом, необходимым для поддержания ХХ (7 – 12 кг/час) при закрытой дроссельной заслонке.

Вентилятор системы охлаждения управляется ЭБУ по сигналам ДТОЖ. Разница между включением/выключением как правило 4 – 5 грд.С.

Сигнал на тахометр выдается на приборную панель для индикации текущих оборотов двигателя.

Сигнал расхода топлива выдается на маршрутный компьютер – 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные эти приблизительные, т.к рассчитываются они на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого эмпирического коэффициента, который необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелинейном участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами. Как показывает практика, сигнал расхода топлива более – менее соответствует истине на системах с ДК.

Адсорбер, он же СУПБ является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро‑2 не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.

Управление муфтой кондиционера служит для включения кондиционера после обработки сигнала на запрос включения кондиционера, т.е когда система готова к этому.

Более подробно о принципе работы датчиков и исполнительных механизмах можно прочитать здесь.

III. Электронный блок управления

ЭБУ (электронный блок управления) – по сути специализированный компьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами. Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ).

Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название микросхемы – CHIP (чип), отсюда и пошло название ЧИП-ТЮНИНГ, то есть изменение программы управления двигателем. Содержимое «чипа» – обычно делится на две функциональные части – собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки – набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.

Сам чип-тюнинг делится, соответственно два направления: перекалибровку переменных программы и на изменение алгоритмов обработки калибровок. Часто эти направления смешиваются, но цель у них одна – улучшение эксплуатационных характеристик управляемого двигателя. Следует иметь ввиду, что для правильной работы любой программы необходимо наличие полностью исправных датчиков и ИМ. Тюнинговые прошивки, как правило, более точно настроены, поэтому, естественно, более требовательны к состоянию датчиков и ИМ. При «затюнивании» неисправности можно получить прямо противоположный ожидаемому эффект. Поэтому любой чип-тюнинг должен производиться только после тщательной диагностики, на полностью исправном авто, к которому нет никаких замечаний. Самый «правильный», но самый сложный и дорогой чип-тюнинг – это настройка программы на конкретное авто и конкретного водителя, либо записывая диагностические логи заездов, либо, что более правильно, прямо в движении автомобиля, используя специальные программно – аппаратные средства (так называемые «инженерные блоки). Для исправных серийных моторов подготовлено довольно большое количество готовых «коммерческих» решений, ознакомиться с ними можно в разделе «Коммерческие прошивки» на сайте chiptuner.ru. Эти прошивки предназначены для «среднего» пользователя и для тех мастерских и СТО, где нет возможности заниматься индивидуальной настройкой.

Следующие разработки в области систем управления двигателем – это контроллеры Bosch MP7.0H, Bosch M7.9.7 (M7.9.7+), Bosch M17.9.7(71) и отечественные M73, M74, M75, M74.5, М86. В отличие от предыдущих систем, здесь используется так называемая «моментная» математическая модель двигателя, такие системы немного сложнее калибруются и более «капризны» в случае изменения физических параметров двигателя (рабочий объем, геометрия, впуск-выпуск). В последнем случае требуется калибровка самой мат. модели (которая включает несколько тысяч калибровок), что практически невозможно без специального оборудования и методик. Несмотря на это можно утверждать, что в настоящее время данные системы в разной степени поддаются чип-тюнингу.

 


Центральный впрыск топлива

Все больше и больше появляется на наших дорогах автомобилей, оснащенных микропроцессорными системами управления двигателей. Многие уже забывают слова «карбюратор» и «трамблер», потому что у них «инжектор».

Отечественная автомобильная промышленность семимильными шагами пытается догнать Запад. При этом развитие идет не по пути эволюции, а революционно. Многие этапы развития мы перескакиваем, не зная тех возможностей и плюсов, которые они дали в свое время на Западе, и чем Запад пожертвовал в угоду экологии. Мы от карбюратора и распределителя сразу перешли к фазированным микропроцессорным системам управления распределенным впрыском топлива и зажигания. При этом мы в российском автопроме наблюдаем нонсенс. Один и тот же завод выпускает автомобили, соответствующие экологическим требованиям ЕВРО-2, напичканные новейшими электронными системами. А с соседнего конвейера сходят автомобили, оснащенные карбюраторами и контактными распределителями образца середины 60-х годов. Логики в этом нет. Есть только экономическая целесообразность и дыры в законодательстве.

Разрушить эту практику попытался ВАЗ, начав выпуск «Нивы» с системой центрального впрыска топлива. К сожалению, на остальную «классику» эта тенденция не распространилась. Установка электронных систем значительно увеличивает себестоимость автомобилей. Увеличение цены снижает спрос на автомобили, приносящие существенную прибыль заводу. А низкая цена на «классику» основная причина ее популярности. Кто же станет душить курицу, несущую золотые яйца?

Но вернемся к истории появления систем впрыска топлива. Сначала, как альтернатива карбюратору, появился распределенный впрыск топлива непосредственно в цилиндры двигателя (оцените спираль истории), пришедший в автомобиль из авиации. Но это было дорого, недолговечно и ненадежно. Появившиеся в 70-х годах системы распределенного впрыска топлива с подачей топлива на впускной клапан были дешевле, но разница с ценой карбюратора была очень большой. Она остается такой и сегодня. Основным преимуществом системы распределенного впрыска топлива является более высокая мощность двигателя на высоких оборотах.

Для достижения этих показателей требуется оригинальная впускная система, а так же узлы и агрегаты системы распределенного впрыска топлива. Особенно заметно влияние стоимости системы впрыска на малолитражных автомобилях.

Тогда же возникла идея вместо нескольких форсунок использовать одну, установив ее вместо карбюратора. При этом конструкция стандартного карбюраторного двигателя оставалась практически без изменений. По этому пути развития пошли США, применяя систему центрального впрыска топлива (ЦВТ) на двигателях рабочего объема до 8 литров до середины 90-х годов. Применение системы центрального впрыска топлива позволило избавиться от многих болезней карбюратора в виде засорения жиклеров, сложности регулировки.

С переходом от аналоговых электронных систем к цифровым микропроцессорным, системы топливоподачи и зажигания были объединены в одном блоке управления.

Остановимся на принципах формирования топливоподачи и углов опережения зажигания в системах ЦВТ. Обороты двигателя считываются датчиком, установленным на коленчатом валу. Нагрузка на двигатель определяется по датчику абсолютного давления, установленному во впускной трубе после дроссельной заслонки. Сочетание этих двух параметров, обороты и нагрузка, дают блоку управления все поле рабочих нагрузок на двигатель, базовые поверхности топливоподачи и угла опережения зажигания. Подача топлива форсункой, вместо эжекции в диффузоре, обеспечивают устойчивую работу двигателя при малых скоростях потока воздуха, например при полном дросселе и малых оборотах двигателя или при пуске двигателя.
Состав смеси регулируется специальным потенциометром или оценивается с помощью обратной связи по L-зонду. Обороты холостого хода поддерживаются с помощью регулятора холостого хода в соответствии с температурным режимом.

Применение датчика абсолютного давления вместо датчика разряжения позволяет блоку управления учитывать изменение внешних атмосферных условий. Изменение температурного состояния двигателя и окружающей среды отслеживается датчиками температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Степень воздействия водителя на педаль дросселя (величину перемещения, скорость и ускорение) оценивается датчиком положения дросселя. Кроме того, датчик положения дросселя выполняет резервную функцию оценки нагрузки при отказе датчика абсолютного давления. Встроенная система диагностики своевременно сообщает водителю обо всех неисправностях.

В России с конца 80-х годов темой центрального впрыска топлива занимается Димитровградский автоагрегатный завод (ДААЗ).

За прошедшие годы они своими разработками значительно опередили Запад. Созданная ими система фазированного ЦВТ позволила избавиться от последней карбюраторной болезни — неравномерного распределения смеси по цилиндрам. Теперь к каждому цилиндру поступает именно такое количество топлива, какое требуется для работы на данном режиме. В результате расход топлива автомобиля с ЦВТ такой же, как на распределенном впрыске топлива.

Но вернемся к российским производителям автомобилей. Горьковский автозавод более половины выпускаемых автомобилей оснащает двигателем ЗМЗ-402. Этот двигатель не модернизировался с начала 80-х годов. Применение распределенного впрыска топлива на нем значительно удорожает двигатель, по цене сровняв его с ЗМЗ-4062. Возможность применения центрального впрыска топлива руководством ЗМЗ никогда серьезно не рассматривалась. Заволжский моторный завод на данном этапе заинтересован в прекращении выпуска ЗМЗ-402 и переналадке освободившихся производственных мощностей под выпуск ЗМЗ-4062.

Но 402-е семейство двигателей очень хорошо знакомо по эксплуатации, его ремонт возможен в любом гараже. Оно не прихотливо к качеству бензина и масла. Установка аппаратуры ЦВТ на ЗМЗ-402 позволяет автомобилю сравняться по экономичности с двигателем ЗМЗ-4062, на некоторых режимах и превзойти его. Так при проведении оценочных испытаний на автомобиле с двигателем ЗМЗ-4021 (бензин А-76) в условиях городского цикла расход топлива составил 10,1 л/100км. При установившемся режиме движения со скоростью 90 км/ч на 5-ой передаче расход топлива составил 7,8 л/100км. Разгон на 5-ой передаче возможен со скорости 25 км/ч (300 оборотов коленвала двигателя в минуту). Уверенный пуск двигателя — при «-26 град. С» на 6-ой секунде при 60 % зарядке батареи. Стартерные обороты двигателя при этом были 45 об/мин. Моторное масло полусинтетика 5W-40.

Распределитель зажигания удаляется с автомобиля. Вместо него устанавливается 4-х выводная катушка зажигания Bosch со статическим распределением высоковольтного напряжения. Высоковольтный разряд подводится к свечам по силиконовым высоковольтным проводам с силиконовыми наконечниками. Такая защита позволяет работать под водой, надежно изолируя свечу.

Применение системы центрального топлива и микропроцессорного зажигания избавит Вас от всех проблем и хлопот, связанных с частой регулировкой механических подвижных систем. Придаст Вашему автомобилю новые качества.

А. Адясов
Фото NetRaider

Что лучше: распределенный (MPI) или непосредственный впрыск (GDI)? | AutoBlogCar — мото и авто обзоры

AutoBlogCar.Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/engine/

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше.

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и Турбо варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). Но чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20 века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор.

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне впускного коллектора.

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

  • Одновременный. Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
  • Попарно-параллельный. Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
  • Фазированный тип. Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

Где находится инжектор? Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им  форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

Но из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Непосредственный впрыск

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания.

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

В чем отличие? Форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ. Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

  • Сложная конструкция
  • Сложное обслуживание
  • Дорогой ремонт и профилактика
  • Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше?

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

AutoBlogCar.Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/engine/

Какой впрыск топлива лучше. Система подачи топлива

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне .

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

  • Одновременный . Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
  • Попарно-параллельный . Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
  • Фазированный тип . Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР . Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ . Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

  • Сложная конструкция
  • Сложное обслуживание
  • Дорогой ремонт и профилактика
  • Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше — таблица?

Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

Сейчас видео версия смотрим.

Материал из Энциклопедия журнала «За рулем»

Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились еще в первой половине ХХ в. и использовались на авиационных двигателях. Попытки применения непосредственного впрыска в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-е годы ХХ в., потому что такие двигатели получались дорогостоящими, неэкономичными и сильно дымили на режимах большой мощности. Впрыскивание бензина непосредственно в цилиндры связано с определенными трудностями. Форсунки для непосредственного впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем те, что установлены во впускном трубопроводе. Головка блока, в которую должны устанавливаться такие форсунки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс смесеобразования при непосредственном впрыске, существенно уменьшается, а значит, для хорошего смесеобразования необходимо подавать бензин под большим давлением.
Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам компании Mitsubishi , которая впервые применила систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi Galant с двигателем 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 г.
Преимущества системы непосредственного впрыска заключаются в основном в улучшении топливной экономичности, а также и некоторого повышения мощности. Первое объясняется способностью двигателя с системой непосредственного впрыска работать на очень бедных смесях. Повышение мощности обусловлено в основном тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя позволяет повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных двигателях, работающих на бензине, редко удается установить степень сжатия свыше 10 из-за наступления детонации).

Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) факел распыленного бензина

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в головке блока цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. В зависимости от подаваемого электрического сигнала она может впрыскивать топливо или мощным коническим факелом, или компактной струей.

Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет специальную форму (процесс сгорания над поршнем)

Днище поршня имеет специальную форму в виде сферической выемки. Такая форма позволяет закрутить поступающий воздух, направить впрыскиваемое топливо к свече зажигания, установленной по центру камеры сгорания. Впускной трубопровод расположен не сбоку, а вертикально сверху. Он не имеет резких изгибов, и поэтому воздух поступает с высокой скоростью.

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:
1) режим работы на сверхбедных смесях;
2) режим работы на стехиометрической смеси;
3) режим резких ускорений с малых оборотов;
Первый режим используется в том случае, когда автомобиль движется без резких ускорений со скоростью порядка 100–120 км/ч. На этом режиме используется очень бедная горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В обычных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому форсунка впрыскивает топливо компактным факелом в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне направляет струю топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность воспламенения смеси.
Второй режим используется при движении автомобиля с высокой скоростью и при резких ускорениях, когда необходимо получить высокую мощность. Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но у двигателя GDI повышена степень сжатия, и для того чтобы не наступала детонация, форсунка впрыскивает топливо мощным факелом. Мелко распыленное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, охлаждает поверхности цилиндра, снижая вероятность появления детонации.
Третий режим необходим для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «газа», когда двигатель работает на малых оборотах. Этот режим работы двигателя отличается тем, что в течение одного цикла форсунка срабатывает два раза. Во время такта впуска в цилиндр для его охлаждения мощным факелом впрыскивается сверхбедная смесь (α=4,1). В конце такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает топливо, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не наступает.
По сравнению с обычным двигателем с системой питания с распределенным впрыском бензина, двигатель с системой GDI примерно на 10 % экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20 % меньше углекислого газа. Повышение мощности двигателя доходит до 10 %. Однако, как показала эксплуатация автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине. Оригинальный процесс непосредственного впрыска бензина разработала компания Orbital. В этом процессе в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, заранее смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Форсунка компании Orbital состоит из двух жиклеров, топливного и воздушного.

Работа форсунки Orbital

Воздух к воздушным жиклерам поступает в сжатом виде от специального компрессора при давлении 0,65 МПа. Давление топлива составляет 0,8 МПа. Сначала срабатывает топливный жиклер, а затем в нужный момент и воздушный, поэтому в цилиндр, мощным факелом впрыскивается топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля.
Форсунка, установленная в головке цилиндра рядом со свечой зажигания, впрыскивает топливно-воздушную струю непосредственно на электроды свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее воспламенение.

Конструктивные особенности двигателя с непосредственным впрыском бензина Audi 2.0 FSI

Все современные двигатели полностью переведены со старой и изжившей себя карбюраторной системы питания на впрыск топлива в двигатель за счет инжектора. Сразу же после такой перемены в автожизни возникли противоречия применения различных инжекторных систем впрыска. Так, до сих пор между автопроизводителями ведутся споры, какая из них лучше, потому как каждая имеет свои как достоинства, так и недостатки.

Рассмотрим самые известные и повсеместно используемые системы впрыска топлива

Центральный впрыск топлива

Являясь альтернативой карбюраторной системе, впервые центральный впрыск стал применяться в 80 года XX века. Правда особой разницы между ней и карбюратором не отмечено. Здесь также имеется смешивание воздуха с топливом внутри впускного коллектора. Разница лишь в том, что на смену чувствительному и довольно сложному карбюратору пришла форсунка. Электроники здесь, конечно же, нет — все осуществляется посредством механики.

Но все же одноточечный впрыск позволял работать двигателю более мощно и, что более важно, менее затратно финансово.

Происходило это, потому что форсунка обеспечивала более точную и экономичную дозировку объема топлива. После чего возникала однородная смесь, которая могла менять свой состав мгновенно при различных условиях движения и режимах работы мотора.

Недостатки центрального впрыска

Однако, у этой системы были и свои весомые минусы. Так, например, отмечалось высокое сопротивление воздуха, который поступал в цилиндры. Потому как форсунку очень часто монтировали в корпус карбюратора, да и датчики тех времен были довольно громоздки, что затрудняло «дыхание» двигателя. В теории, такой «минус» можно было бы легко исправить — это да, но в реальной жизни тех лет устранение неравномерного поступления топливной смеси в цилиндры — было весьма проблематичной задачей. Смеси нужно было преодолеть длинный путь по трубопроводам, которые конструировались самой разнообразной длины и с разным сопротивлением. Все это привело к тому, что на данный момент центральный впрыск практически не используется. Слишком уж сложно было доработать центральную систему, легче начать заново и придумать что-нибудь новенькое.

Многоточечный или распределительный впрыск

Его основным отличием от предыдущей системы является наличие индивидуальной форсунки для каждого цилиндра во впускном патрубке. Смесь получается однородной по составу для всех цилиндров. Вначале она была исключительно механической, но эту систем постоянно совершенствовали.

Итак, в 90 годах XX века стали широко внедрять электронику. Это позволило усовершенствовать и систему питания двигателя, кроме того возникал возможность координации ее действий с остальными частями двигателя.

Потому-то современный автомобиль способен не просто сигнализировать водителю, что имеются неисправности, но и включить при необходимости аварийный режим.

В систему многоточечного впрыска были внедрены и дополнительные датчики, которые позволили переводить впрыск с параллельной на последовательную подачу топлива в двигатель. Такая схема позволила обеспечить индивидуальный расчет времени для каждого цилиндра, для того, чтобы топливо подавалось исключительно в нормированный промежуток перед тем, как откроется клапан. Несомненно, что плюсов такой схемы намного больше, она эффективнее и точнее, но и стоит намного дороже.

Прямой впрыск

При такой системе бензин попадает через форсунки непосредственно в цилиндры мотора. отмечено, что сначала такая система применялась только в авиационных моторах еще во времена Второй мировой войны. Первым автомобилем с прямым впрыском был Goliath GP700. Но в послевоенный период такой вид системы впрыска топлива не был популярен в силу дороговизны топливных насосов и уникальной для данной системы головки блока цилиндров. Тогда инженерам не удалось найти оптимального баланса, точной работы и приемлемой надежности такой схемы.

Непосредственный впрыск

Рост экологических мировых проблем привел к тому, что в 90-е года прошлого столетия о прямом впрыске топлива вспомнили вновь. Первым применил эту схему концерн Mitsubishi, выпустив в 96 году серию моторов GDI, после них и другими автопроизводителями был перенят успешный опыт японцев — Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, FIAT, Peugeot-Citroen и прочие.

Объясняется это тем, что такая схема подачи топлива позволяет двигателю функционировать и на смесях с высоким содержанием воздуха, такие смеси называются обедненными, и не случайно, ведь чем меньше нужно топлива, тем выше экономичность.

Также бензин, подаваясь в цилиндры, обеспечивает повышение степени сжатия двигателя, что в свою очередь увеличивает его мощность и эффективность.

В заключении

Непосредственный впрыск, пожалуй, оптимальное решение в питании автомобиля топливом, если бы не некоторые «НО». Моторы с такой схемой довольно капризны к качеству октановой смеси , работа их отличается повышенной жесткостью и шумностью, что приводит к усилению шумоизоляции салона авто. Кроме того, работая на обедненные смеси, выделяется высокое количество оксидов азота, а борьба с ними ведется посредством усложнения конструкции мотора. Но как ни крути инжектор гораздо лучше карбюратора — и это только говоря простым языком.

Удачи и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.motorpage.ru

В каждом современном автомобиле есть система подачи топлива. Ее предназначение заключается в подаче топлива из бака в мотор, его фильтрации, а также образовании горючей смеси с последующим ее поступлением в цилиндры ДВС. Какие бывают виды СПТ и в чем заключается их отличия — об этом мы расскажем ниже.

[ Скрыть ]

Общие сведения

Как правило, большая часть систем впрыска схожи между собой, принципиальное различие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, вне зависимости от того, о бензиновых или дизельных двигателях идет речь:

  1. Бак, в котором хранится горючее. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки горючего от грязи.
  2. Топливные магистрали представляют собой набор патрубков и шлангов, предназначенный для подачи топлива из бака в двигатель.
  3. Узел смесеобразования, предназначенный для образования горючей смеси, а также дальнейшей ее передачи в цилиндры, в соответствии с тактом работы силового агрегата.
  4. Управляющий модуль. Он используется в инжекторных моторах, это связано с необходимостью контроля различных датчиков, клапанов и форсунок.
  5. Сам насос. Как правило, в современных авто применяются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размерам и мощности электромотор, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства реализуется с помощью топлива. Если в бензобаке будет менее пяти литров горючего, это может привести к поломке мотора.

СПТ на моторе ЗМЗ-40911.10

Особенности топливного оборудования

Для того, чтобы отработанные газы меньше загрязняли окружающую среди, автомобили оборудуются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало понятно, что их использование является целесообразным только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть если в образовании эмульсии имеются отклонения, то эффективность использования катализатора значительно снижается, именно поэтому со временем производители авто перешли с карбюраторов на инжекторы. Тем не менее, их эффективность также была не особо высокой.

Чтобы система могла в автоматическом режиме корректировать показатели, впоследствии в нее был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика, используется блок управления, это выдает довольно неплохие показатели.

Какие преимущества характерны для таких систем:

  1. Возможность увеличения эксплуатационных характеристик силового агрегата. При правильной работе мощность двигателя может быть выше 5% заявленной производителем.
  2. Улучшение динамических характеристик авто. Инжекторные моторы достаточно чувствительные по отношению к изменению нагрузок, поэтому они могут самостоятельно корректировать состав горючей смеси.
  3. Образованная в правильных пропорциях горючая смесь сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
  4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично запускаются при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов. Разумеется, если речь не идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство инжекторной системы подачи топлива

Теперь предлагаем ознакомиться с устройством инжекторной СПТ. Все современные силовые агрегаты оборудуются форсунками, их число соответствует количеству установленных цилиндров, а между собой эти детали соединяются с помощью рампы. Само горючее в них содержится под невысоким давлением, которое создается благодаря насосному устройству. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго открыта форсунка, а это, в свою очередь, контролируется управляющим модулем.

Для корректировки блок получает показания с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными устройствами:

  1. Расходомер или ДМРВ. Его предназначение заключается в определении наполненности цилиндра двигателя воздухом. Если в системе имеются неполадки, то его показания блок управления игнорирует, а для формирования смеси использует обычные данные из таблицы.
  2. ДПДЗ — положения дросселя. Его назначение заключается в отражении нагрузки на мотор, которая обусловлена положением дроссельной заслонки, оборотами мотора, а также цикловым наполнением.
  3. ДТОЖ. Контроллер температуры антифриза в системе позволяет реализовать управления вентилятором, а также произвести регулировку подачи горючего и зажигания. Разумеется, все это корректирует блок управления, основываясь на показаниях ДТОЖ.
  4. ДПКВ — положения коленвала. Его назначение заключается в синхронизации работы СПТ в целом. Устройство осуществляет расчет не только оборотов силового агрегата, но и положения вала в определенный момент. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно, его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
  5. Лямбда-зонд или кислородный датчик. Он используется для определения объема кислорода в выхлопных газах. Данные от этого устройства поступают на управляющий модуль, который, основываясь на них, производит корректировку горючей смеси (автор видео — Avto-Blogger.ru).

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

Что такое Джетроник, какие бывают виды СПТ бензиновых двигателей?

Предлагаем более подробно ознакомиться с вопросом разновидностей:

  1. СПТ с центральным впрыском. В данном случае бензин подача бензина реализуется благодаря форсункам, находящимся во впускном коллекторе. Так как форсунка используется только одна, такие СПТ также называются моовпрысками. В настоящее время такие СПТ не актуальны, поэтому в более современных авто они попросту не предусмотрены. К основным достоинствам таких систем относятся простота эксплуатации, а также высокая надежность. Что касается минусов, то это пониженная экологичность мотора, а также довольно высокий расход горючего.
  2. СПТ с распределенным впрыском или К-Джетроник. В таких узлах предусматривается подача бензина отдельно на каждый цилиндр, который оборудован форсункой. Сама горючая смесь формируется во впускном коллекторе. На сегодняшний день большая часть силовых агрегатов оборудуются именно такими СПТ. К их основным достоинствам можно отнести довольно высокую экологичность, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования по отношению к качеству потребляемого бензина.
  3. С непосредственным впрыском. Такой вариант считается одним из наиболее прогрессивных, а также совершенных. Принцип действия данной СПТ заключается в прямом впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие СПТ дают возможность добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процедуру сгорания смеси и во многом повысить эффективность работы ДВС и его мощность. Ну и, разумеется, снизить объем отработавших газов. Но нужно учитывать, что такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, более сложную конструкцию, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
  4. СПТ с комбинированным впрыском. Данный вариант является, по сути, результатом объединения СПТ с распределенным и непосредственным впрыском. Как правило, он используется для того, чтобы снизить объем токсичных веществ, вбрасываемых в атмосферу, а также отработанных газов. Соответственно, используется он для повышения показаний экологичности мотора.
  5. Система L-Джетроник еще использовалась в бензиновых двигателях. Это система попарного впрыска топлива.

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Виды систем впрыска дизельных ДВС

Основные виды СПТ в дизельных двигателях:

  1. Насос-форсунки. Такие СПТ используются для подачи, а также дальнейшего впрыска образованной эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основной особенностью таких СПТ является то, что насос-форсунки выполняют опции образования давления, а также непосредственно впрыска. Такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оборудованном специальным приводом постоянного тип от распределительного вала силового агрегата. Этот узел является не отключаемым, соответственно, он способствует повышенному износу конструкции в целом.
  2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей отдают предпочтение СПТ типа Common Rail или аккумуляторного впрыска. Такой вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. СПТ имеет такое название в результате использования топливной рамы — основного элемента конструкции. Рампа используется одна для всех форсунок. В данном случае подача топлива осуществляется к форсункам от самой рампы, она может называться аккумулятором повышенного давления.
    Подача горючего осуществляется в три этапа — предварительный, основной, а также дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрации при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе возгорания смеси. Кроме того, это также позволяет и снизить объем вредоносных выбросов в окружающую среду.

Вне зависимости от вида СПТ, дизельные агрегаты тоже управляются с помощью электронных либо механических устройств. В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объема составляющих смеси и момента впрыска. Что касается электронных вариантов, то они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё ​сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника — это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ — именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.

Так выглядит система впрыска топлива

Если сердце автомобиля — это его двигатель, то его мозг — это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:

  1. управляет топливной смесью,
  2. контролирует обороты холостого хода ,
  3. несёт ответственность за угол опережения зажигания,
  4. управляет фазами газораспределения.

Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном — проследим путь бензина от бензобака до двигателя — это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.

Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.

Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).

Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.


Как работает инжектор

Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа «регулятором подачи воздуха» в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем — он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!

Датчик массового расхода воздуха

Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.

Датчик положения дроссельной заслонки

Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.

Кислородный датчик

Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.

Датчик положения коленвала

Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива — именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.

Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:

  • Датчик напряжения в электрической сети машины — нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости — ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.

Что значит mpi на шкоде. Как работает система распределенного впрыска топлива MPI

Потихоньку все же уходит в прошлое MPI двигатель. Что это такое, знают уже не все, в основном те, кто поменял много машин в своей жизни и не первый год находится за рулем. Наверное, еще и те, кто интересуется техникой вообще и автомобилестроением в частности. А ведь в свое время такой мотор был огромным шагом вперед: именно он пришел на смену карбюраторным.

Среди движков Volkswagen эта самая старая разработка из тех, что до сих пор еще использовались до недавнего времени. Правда, ставился MPI двигатель в последние годы преимущественно на модели Skoda. Последними ласточками были Skoda Octavia второй серии; на третью уже устанавливались более соответствующие требованиям времени FSI или TSI. И все же до сих пор считается, что MPI – самый надежный, практичный и безотказный среди всех инжекторных движков.


MPI двигатель: что это такое, объяснить довольно просто. Ведь в основе его лежит повсеместно используемый инжектор, только с некоторыми особенностями и ограничениями.

Устройство

Аббревиатура расшифровывается как Multi Point Injection , то есть многоточечный впрыск. Двигатель представляет собой бензиновый агрегат, по определению не турбированный, в котором точечный впрыск распределен по цилиндрам. К каждому цилиндру прилагается один инжектор, который осуществляет дозированную подачу топлива под давлением через специально выделенный канал впуска.


Конструкцией не предусмотрена топливная рейка, как реализован инжекторный впрыск на моторах серии TSI. Отсутствует и непосредственный впрыск прямо в цилиндры, как это делается в двигателях TFSI или FSI. Из-за особенностей конструкции MPI-мотор имел функцию опережения зажигания, за счет чего дроссель был предельно чувствителен к педали газа.

К остальным механизмам прилагается в комплекте система водяного охлаждения. В исполнении компании Volkswagen это MerCruiser, который стабилизирует функционирование двигателя благодаря разработанной системе освобождения от газово-воздушных пробок.

Немцы снабжают MPI двигатель хорошо продуманной системой, контролирующей гидропривод, муфтой со встроенной пресс-масленкой. И особо удачным можно считать инженерное решение дифференцирования движка: в основе конструкции резиновые опоры, которые автоматически подстраиваются под ритм и скорость движения, обороты двигателя и неровность покрытия.

За счет всего этого заметно снижаются вибрации мотора и шум от него. Сам движок – на 4 цилиндра и 8 клапанов (из расчета по 2 на цилиндр). По мощности MPI двигатели выпускались на 1,4 литра с 80 лошадками и 1,6 – со 105.

Достоинства

Главное преимущество этого двигателя – в простоте устройства. За счет этого ремонтируется он легко и стоит в обслуживании недорого. Кроме того, ему вполне подходит 92 бензин (и не только у альтернативных производителей, но и для оригинальных моделей компании Volkswagen). Конструкция прочна по максимуму. Если иметь дело с немецкими автомобилями с таким мотором, то производитель гарантирует безремонтный пробег в 300.000 – если не лениться вовремя менять фильтры и масло.


Статья по теме: » ?»

Недостатки

Они обусловлены именно конструктивными особенностями двигателя. А именно: топливо соединяется с воздухом в каналы, а не прямо в цилиндрах. Поэтому возможности впускной системы несколько ограничены. В результате имеем недостаток мощности и . Как следствие – ни особой динамики, ни горячего драйва, ни спортивной приемистости. Эти качества усиливаются и количеством клапанов – 8 штук для современных авто уже недостаточно. Можно сказать, это семейная и неторопливая машина.
MPI и современность

Но кстати, по заверениям разработчиков от всемирно известного концерна, этот движок мало что имеет общего со старым вариантом в 105 лошадок мощности. По своей сути он, скорее относится к семейству TSI, но в нем нет турбирования и непосредственного впрыска для бензина.

Двигатели MPI постепенно уходят в прошлое, поэтому все реже встретишь автолюбителя, который понимает, о чем идет речь, когда называют эту аббревиатуру. Знают о ней те, кто поменял много машин или интересуется автомобилями в принципе.

Придя на смену карбюраторным движкам, став очередной ступенью в развитии автомобилестроения, этот тип мотора теперь уступает место передовым разработкам. Сегодня многие заранее задумываются, какой двигатель должен стоять на личном автомобиле: TSI, FSI или MPI. Хотя до сих пор многие специалисты считают последний самым практичным, надежным и безотказным в семействе инжекторных двигателей.

FSI считается более современной разработкой, следующей ступенью после MPI. Двигатель BSE появился в 2005 году и знаменит тем, что хорошо переносит низкое качество отечественного топлива.

Знаете ли вы? Аббревиатура MPI происходит от термина Multi Point Injection, что означает многоточечный впрыск топлива. Мотор активно использовался на концерне Volkswagen. Постепенно его внедрили на дочернем предприятии Skoda. Там же и были в последний раз установлены моторы — на моделях Yeti и Octavia.


Следует еще объяснить, что такое MPI и TSI. Если первый термин подразумевает двигатель внутреннего сгорания, у которого каждый цилиндр имеет свой инжектор, то TSI имеет различные трактовки.

Так, изначально под аббревиатурой подразумевался двойной наддув и послойный впрыск: Twincharged Stratified Injection. Но в последнее время все чаще стала использоваться аббревиатура TFSI, в которой дополнительная буква F означает Fuel — топливо.

Часто можно встретить еще одно сокращенное наименование двигателя — MPI DOHC, что это означает понять несложно, если знать, что термином DOHC отмечают двигатели, у которых в головке цилиндров находится по 2 распределительных вала и по 4 клапана.

Принцип работы


Система впрыска топлива MPI предусматривает подачу топлива одновременно с множества точек. Каждый цилиндр имеет свой инжектор, а топливо подается через специальный канал выпуска. Но что отличает MPI-двигатель от TSI, который тоже снабжен многоточечной подачей топлива, так это отсутствие наддува .

Топливная смесь подается в цилиндры не с помощью турбокомпрессоров, а с помощью бензонасоса. Он закачивает бензин в специальный впускной коллектор под давлением в три атмосферы, там он смешивается с воздухом и так же под давлением всасывается в цилиндр через впускной клапан.

Схематически работа двигателя выглядит так:
  • Бензонасос подкачивает топливо из бака в инжектор.
  • С электронного блока управления впрыском подается сигнал инжектору, который пропускает топливо в специальный канал.
  • Смесь направляется в камеру сгорания.
Этот принцип действия немного схож с карбюраторным, но отличается наличием системы охлаждения водой. Дело в том, что место у головки цилиндра сильно прогревается, а проходящее там под низким давлением топливо может вскипеть, выделяя газы. Они могут стать причинами образования газовоздушных пробок.


Система контроля гидропривода состоит из муфты с пресс-масленкой и системы, которая ограничивает дифференты. В нее входят резиновые опоры, способные самостоятельно подстраиваться под режим работы двигателя, уменьшая шум и вибрации при работе. На моторе стоят 8 клапанов: по 2 на каждый из цилиндров, а также распределительный вал.

Знаете ли вы? Самыми распространенными являются двигатели MPI 1.4 на 80 лошадиных сил, а также 1.6 на 105 лошадиных сил. Но от них автопроизводители все равно постепенно отказываются. Единственными, кто до сих пор использует двигатели такого типа — компании «Додж» и «Шкода».

Достоинства

Двигатель имеет несколько достоинств, главное из которых — простота системы. Благодаря этому его просто ремонтировать и проводить техническое обслуживание. Для ремонта не всегда нужно полностью разбирать всю конструкцию. Он может работать на 92 бензине.

К тому же общая его конструкция очень прочная. В большинстве случаев можно отъездить до 300 тыс. км без ремонта мотора. Конечно, если обслуживать его должным образом: вовремя менять масло и фильтры.

Недостатки


Однако именно конструктивные особенности двигателя MPI спровоцировали и его недостатки. Впускная система имеет очень ограниченные возможности, так как топливо соединяется с воздухом не в цилиндрах, а в каналах. Поэтому мотору присущ слабый крутящий момент и малая мощность. К тому же 8 клапанов считаются недостаточными для сегодняшних автомобилей.

В общем, двигатель такого типа хорош только для тихоходного семейного авто. Видимо поэтому от него в последнее время все чаще отказываются производители автомобилей.

Важно! Сегодня только несколько компаний используют этот тип мотора в своих автомобилях. К тому же его ремонт обходится довольно дорого. Это надо учитывать при выборе машины.

Хотя существуют попытки модернизировать этот двигатель. Например, в 2014 году Skoda установила усовершенствованный двигатель этого типа на Yeti, разработанный специально для российского сегмента. Он получил мощность 110 лошадиных сил.

Модернизацией занимаются и американские разработчики, но все же в противостоянии мощность — надежность производители и автолюбители чаще выбирают первое.

Предстоящая публикация предназначена опытным водителям, сменившим немало автомобилей. Сегодня двигатель с маркировкой MPI считается неким раритетом, вытесняемым более продвинутыми инновационными разработками. А в свое время такой силовой агрегат являлся новинкой передовых технологий.

Предлагаемая информация поможет лучше разобраться с устройством этого мотора, взвесить его недостатки и оценить достоинства. Также в настоящей статье можно найти подробное описание принципа работы сложного механизма с индексом MPI.

Чем хорош был двигатель MPI, воспоминания о достижениях в области автомобилестроения

Неким подтверждением известному высказыванию о том, что в нашем призрачном мире ничто не вечно, является постепенно пропадающая популярность силового агрегата с маркировкой MPI. В свое время он считался весьма удачной заменой карбюраторным двигателям, определенным новшеством современного автомобилестроения, передовой ступенью его развития.

Сегодня же большинство автолюбителей недоуменно переглядываются при упоминании аббревиатуры MPI, поскольку современникам более известны моторы TSI, FSI или появившийся в 2005 году BSE. Следует отметить, что последняя модель движка характеризуется отличной переносимостью отечественного топлива, чье качество оставляет желать лучшего.

В линейке инжекторных моторов рассматриваемый агрегат занимает достойное место, характеризуясь чрезвычайной практичностью, надежностью и безотказностью. Во время запуска в производство он считался передовой ступенькой отечественного автомобилестроения.

Чем запомнился водителям с немалым стажем инжекторный мотор MPI. Каковы особенности его принципа действия, в чем неоспоримые достоинства и досадные недоработки. Дальнейшая информация ответит на интересующие вопросы любознательных автолюбителей.

Принцип работы силовой установки MPI

Для начала необходимо объяснить несведущим читателям, что аббревиатура MPI обозначает двигатель внутреннего сгорания, каждому цилиндру которого соответствует отдельный инжектор. Гораздо чаще встречается название MPI DOHC. Здесь вторая часть наименования указывает на два распределительных вала с четырьмя клапанами.

Принцип действия основных механизмов, заставляющих функционировать двигатель MPI, достаточно прост. Тем не менее, он заслуживает отдельного рассмотрения.

Горючее поставляется одновременно из нескольких точек. Как упоминалось ранее, каждому цилиндру соответствует отдельный инжектор, а особый канал выпуска предназначается для подачи топлива. Многоточечное снабжение горючим характерно также и для мотора TSI, однако он отличается наличием наддува, который в рассматриваемом двигателе отсутствует.

Особый впускной коллектор является промежуточным звеном, куда под давлением в три атмосферы специальной помпой поставляется топливо. В нем происходит образование смеси бензина с воздухом, после чего через впускной клапан она попадает в цилиндры. Весь процесс осуществляется при повышенном давлении.

Кратко работу двигателя можно описать тремя этапами:

  1. Вначале топливо из бензобака помпой доставляется в инжектор;
  2. После получения определенного сигнала с электронного блока управления инжектор направляет горючее в специальный канал;
  3. По этому направлению топливная смесь доставляется в камеру сгорания.

Некоторая схожесть принципа действия с карбюраторным агрегатом нивелируется наличием жидкостной системы охлаждения. Такая необходимость объясняется чрезмерным перегревом пространства у головки цилиндров.

Сильное повышение температуры способно вызвать закипание горючего, находящегося там под низким давлением. Выделяющиеся при этом газы могут образовать нежелательные газовоздушные пробки.

Очередным отличительным признаком двигателя MPI является наличие специфического механизма контроля гидропривода, состоящего из муфты, снабженной пресс-масленкой, и особой системы, устанавливающей определенные границы для дифферентов.

Она обычно представляется резиновыми опорами, отличительной чертой которых является способность самостоятельно приноравливаться к режиму функционирования силового агрегата. Их основным предназначением считается снижение шума и вибраций при эксплуатации двигателя.

В конструкцию мотора с индексом MPI также входят восемь клапанов, расположенные попарно на каждом из четырех цилиндров. Немаловажной деталью такого двигателя является распределительный вал, считающийся существенной частью системы.

Преимущества и изъяны моторов MPI

Прежде всего, следует отметить неоспоримые достоинства конструкции рассматриваемого агрегата, а именно:

  • Наличие в устройстве силовой установки функции опережения процесса зажигания способствует повышению показателя чувствительности дросселя, расположенного на газовой педали. Это существенно расширяет возможности управления автомобилем;
  • Водяное охлаждение бензиново-воздушной смеси позволяет поддерживать приемлемую температуру в двигателе, защищая от образования газо-воздушных пробок;
  • Прогрессивная система, контролирующая гидропривод, дает возможность существенно снизить шумы и вибрации, производимые функционирующим мотором.

Среди прочих преимуществ силовых агрегатов с маркировкой MPI можно отметить следующие:

  • Неприхотливость к качеству горючего. Для отечественных автолюбителей особенно привлекательной является возможность использования недорогого бензина Аи-92, что выливается в существенную экономию на заправке;
  • Надежность и прочность конструкции. Производителем заявлен минимальный моторесурс в 300 тыс.км. Однако, безотказная работа двигателя невозможна без периодической замены смазки и фильтров;
  • Чрезвычайная простота устройства силового агрегата отражается на стоимости и трудоемкости ремонта.

Не обойтись и без ложки дегтя, несколько умаляющей перечисленные достоинства MPI мотора. В нашем случае существенным изъяном таких двигателей считается потеря мощности, возникающая из-за ограниченности впускной системы. Однако, хотя рассматриваемые агрегаты теряют в динамичности благодаря наличию восьми клапанов в механизме ГРМ, размеренная спокойная езда с их помощью обеспечивается.

Заключение

Подробно рассмотрев все преимущества двигателей MPI, и тщательно взвесив недостатки, становится непонятно, почему производитель отказался от их широкого применения. Если раньше такими моторами оснащались практически все модели автомобилей Volksvagen, то сегодня их устанавливают только на Шкоду Октавия второго поколения.

Конструкция силовых агрегатов считается устаревшей и постепенно снимается с производства, вытесняясь высокотехнологичными новинками.

Сейчас он уходит в прошлое, и даже не все автомобилисты помнят о нём и могут дать хотя бы приблизительное определение этому агрегату. Появление этого двигателя позволило отказаться от карбюраторных агрегатов. Если рассматривать линейку двигателей Volkswagen, то именно MPI является наиболее старой разработкой, использование которой затянулось на столь длительный период. Последние несколько лет такие агрегаты устанавливались лишь на Skoda. Несмотря на появление и широкое , MPI по-прежнему считается наиболее надёжным, безотказным и практичным в линейке инжекторных агрегатов.

Особенности работы MPI двигателя.

Как расшифровывается аббревиатура

Как мы уже успели узнать, перед нами находится инжекторный двигатель. В основе его работы лежит система многоточечного типа. Эта особенность и дала название агрегату, ведь аббревиатура MPI обозначает Multi Point Injection. Разработчиком такого механизма считается концерн Volkswagen. Для каждого цилиндра предусмотрена своя отдельная форсунка или инжектор.

Причиной отказа от такого механизма является его несоответствие современным экологическим требованиям и экономическим основам, по которым живёт современное общество.

Что такое MPI-двигатель мы немного разобрались, но нам ещё предстоит узнать о принципе работы, рассмотреть достоинства и недостатки этого агрегата.

Принцип работы силовой установки MPI

Работает агрегат по следующему принципу:

  • каждый цилиндр оборудован отдельным инжектором;
  • поступление топливной массы осуществляется сразу через несколько точек;
  • для подачи топлива посредством бензонасоса имеется отдельный выпускной канал;
  • топливная масса попадает во впускной коллектор, давление при этом находится на уровне 3 атмосфер;
  • внутри коллектора топливо смешивается с воздухом, в результате чего создаётся особая рабочая смесь;
  • эта смесь через впускной клапан попадает под давлением в цилиндр.

В этих силовых установках присутствует опережение зажигания. Это значит, что в MPI педаль газа является чувствительной. Этот момент стоит учитывать водителям, которые владеют автомобилями с таким типом силовой установки.


Достоинства и недостатки MPI двигателей

Такие агрегаты далеки от идеала. Для них характерны положительные и отрицательные моменты. Пришло время ознакомиться с ними.

Преимущества

Список положительных характеристик состоит из следующих пунктов:

  • простота конструкции обеспечивает лёгкий ремонт и доступное обслуживание;
  • допустимость использования 92 бензина, это касается и альтернативных и оригинальных моделей;
  • максимальная прочность;
  • большой пробег при своевременной замене фильтров и масла.

Преимущества внушительные, но они несколько меркнут после изучения отрицательных моментов.


Недостатки

Отрицательные характеристики связаны с особенностями конструкции. Список недостатков складывается из следующих пунктов:

  • ограниченность топливной системы связана со смешиваем топлива и воздуха не в цилиндрах, а в каналах;
  • слабый крутящий момент и недостаточная мощность выплывают из предыдущего пункта;
  • отсутствие особенной динамики, драйва и приемистости;
  • 8 клапанов — это мало.

Рано автомобилисты списали MPI со счетов. Фирма Skoda при разработке Yeti, которая предназначается для российского пользователя, не стала использовать турбированный двигатель 1,2. Вместо этого компания установила обновлённый и даже изменённый в некоторых моментах 1.6 MPI на 110 «лошадей». Этот агрегат больше относится к TSI, но в его конструкции и непосредственный топливный впрыск.

Один из очень популярных двигателей, установка которого производится на автомобили производителя Volkswagen (в настоящее время в основном своем большинстве им укомплектовывается SKODA) – это двигатель MPI. Конечно же, необходимо отметить, что данная модель двигателя является самой старой из всей имеющейся линейки силовых агрегатов Volkswagen, но надо отдать ей должное, так как MPI является самым практичным и безотказным из всей линии силовых агрегатов, о двигателе TSI, читаем .

Принцип работы.

Данный вид двигателя (в переводе означает многоточечный впрыск) является не турбированным двигателем, работающим на бензине и использующим в процессе своей работы многоточечный распределенный впрыск топлива, проходящего через инжектор. MPI не обладает топливной рейкой, как множество других видов двигателя, также не имеет впрыска топливной жидкости в сами цилиндры, на каждый цилиндр здесь по отдельности используется только один инжектор.

Данный силовой агрегат имеет свое индивидуальное строение топливного впрыска. Его можно выразить в грубой форме так: на один отдельный цилиндр приходится один инжектор, топливная подача осуществляется через специально сделанный канал выпуска.

Также MPI наделен функцией опережения процесса зажигания, благодаря которой обеспечивается повышенный показатель чувствительности педали газа. Строение данного двигателя немыслимо без охлаждения топливной смеси (MerCruiser) при помощи воды, благодаря чему достигается необходимая температура топливной смеси. Это помогает во много раз повысить показатели стабильности при работе двигателя путем избавления от газовых пробок (воздуха).

Еще данный вид силовых агрегатов оснащен новой системой, которая самостоятельно производит контроль гидропривода. Есть муфта имеющая пресс-масленку, система позволяющая ограничивать дифферентовки обладающая памятью (ее основой являются резиновые опоры, которые самостоятельно производят подстройку под режим работы мотора, тем самым значительно уменьшая вибрации и шум при работе).

Двигатель имеет систему из восьми клапанов (по два клапана на один цилиндр) и распределительный вал. Самыми яркими представителями в данном семействе двигателей принято считать двигатель MPI 1.6 (105 л.с.) и двигатель MPI 1.4 литра (80 л.с.).

Достоинства.

Двигатель является совсем неприхотливым и может вполне работать на девяноста втором бензине. Как заявляет его производитель – конструкция двигателя MPI очень прочная, и его минимальный пробег без какого-либо ремонта составит триста тысяч километров, конечно же, при условии, что своевременно будет произведена замена фильтров и масла.

А за счет несложного устройства MPI просто и дешево ремонтировать.

Недостатки.

В связи с тем, что процесс смешивания топлива происходит в выпускных специальных каналах (до того как оно поступит в цилиндры), подобные двигатели имеют ограниченную возможность системы впуска. А это, в свою очередь, сказывается на показателях крутящего момента и мощности. Также их нельзя назвать дерзкими и “динамичными”. Наличие 8-клапанной системы с комплектацией ГРМ также указывает на значительные потери в мощности. В общем, они рассчитаны на медленную, неспешную езду.

Из-за своей структуры, которая является относительно старой, MPI неспеша выводят из массового производства. Самыми последними моделями автомобилей, укомплектованные данным силовыми агрегатами были Scoda Octavia во втором поколении. При этом третье поколение уже укомплектовали более продвинутыми и современными моторами.

(PDF) Новая инновационная система прямого распределенного впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания

Устройства очистки

, такие как каталитический нейтрализатор, могут быть оптимизированы для более эффективной работы

, поскольку выхлопные газы имеют постоянный и предсказуемый состав

.

Герберт Акройд Стюарт разработал первое устройство с конструкцией

, аналогичной современному впрыску топлива, с использованием «рывкового насоса» для дозирования топлива

масла под высоким давлением в форсунку.Эта система использовалась на горячем двигателе

и была адаптирована и улучшена Bosch и Clessie

Cummins для использования в дизельных двигателях (оригинальная система

Рудольфа Дизеля использовала громоздкую систему воздушной продувки с использованием сжатого воздуха

. ). К середине 1920-х годов впрыск топлива широко использовался в дизельных двигателях

.

Впервые непосредственный впрыск бензина (т.е. впрыск бензина,

, также известный как бензин) был использован в двигателе Хессельмана, изобретенном шведским инженером

Йонасом Хессельманом в 1925 году.В двигателях Хессельмана

используется принцип сжигания сверхнормативной обедненной смеси; топливо впрыскивается к концу такта сжатия

, а затем воспламеняется свечой зажигания. Они часто

запускаются на бензине, а затем переключаются на дизельное топливо или керосин. [3]

Прямой впрыск топлива использовался в известных авиадвигателях времен Второй мировой войны, таких как

, таких как Junkers Jumo 210, Daimler-Benz DB 601, BMW 801,

, Швецовский АШ-82ФН (М-82ФН). Немецкие бензиновые двигатели

с прямым впрыском использовали системы впрыска, разработанные Bosch на основе их систем впрыска дизельных двигателей

.Более поздние версии Rolls-Royce Merlin

и Wright R-3350 использовали одноточечный впрыск топлива, в то время

назывался «Карбюратор давления». В связи с военными отношениями

между Германией и Японией, Мицубиси также имела два радиальных самолета

с двигателями с впрыском топлива, Мицубиси Кинсей (кинсей означает

«венера») и Мицубиси Касей (касей означает «Марс»).

Alfa Romeo испытала одну из самых первых электронных систем впрыска

(Caproni-Fuscaldo) на Alfa Romeo 6C2500 с кузовом «Ala spessa»

в 1940 году в Милле Милья.Двигатель имел шесть электрических форсунок

и питался от системы циркуляционных топливных насосов среднего высокого давления

[4].

В двигателях внутреннего сгорания система прямого впрыска бензина (GDI),

, также известная как непосредственный впрыск бензина или прямой впрыск бензина, или

Прямой впрыск с искровым зажиганием (SIDI) или стратифицированный впрыск топлива

(FSI), является вариантом впрыск топлива, применяемый в современных двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателях

.Бензин находится под высоким давлением

и впрыскивается через топливопровод Common Rail непосредственно в камеру сгорания

каждого цилиндра, в отличие от обычного многоточечного впрыска топлива

, который происходит во впускном тракте

или отверстии цилиндра. .

В некоторых приложениях прямой впрыск бензина обеспечивает сгорание послойного топлива

(сверх обедненное сжигание) для повышения эффективности топлива

и снижения уровней выбросов при низкой нагрузке.

Основными преимуществами двигателя GDI являются повышенная топливная эффективность

и высокая выходная мощность. Уровни выбросов также можно точно контролировать с помощью системы GDI. Указанные выигрыши составляют

, достигаемые за счет точного контроля количества топлива и

времени впрыска, которые меняются в зависимости от нагрузки двигателя. В добавлении

отсутствуют дроссельные потери в некоторых двигателях GDI, когда

по сравнению с обычным двигателем с впрыском топлива или карбюратором,

, что значительно повышает эффективность и снижает «насосные потери» в двигателях

без дроссельной заслонки. .Скорость двигателя контролируется блоком управления двигателем

/ системой управления двигателем (EMS), которая регулирует функцию впрыска топлива и угол зажигания

, вместо

, имеющего дроссельную заслонку, ограничивающую подачу поступающего воздуха. Добавление

этой функции к EMS требует значительного улучшения его обработки и памяти

, поскольку прямой впрыск и управление частотой вращения двигателя

должны иметь очень точные алгоритмы для хорошей производительности и управляемости

.

Система управления двигателем постоянно выбирает один из трех режимов горения

: сжигание на обедненной смеси, стехиометрический и выход на полную мощность

. Каждый режим характеризуется соотношением воздух-топливо. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо

для бензина составляет 14,7: 1 по весу, но режим сверхобеденной смеси

может включать отношения до 65: 1 (или даже выше в некоторых двигателях

в течение очень ограниченного периода времени). Эти смеси на

беднее, чем в обычном двигателе, и значительно снижают расход топлива на

.

Ультра обедненный режим сжигания или послойного заряда используется для условий работы с малой нагрузкой

, при постоянной или пониженной скорости движения, когда не требуется ускорение

. Топливо впрыскивается не на такте впуска

, а на последних стадиях такта сжатия. Сгорание

происходит в полости на поверхности поршня, которая имеет

тороидальной или овоидной формы и размещается либо в центре (для центральной форсунки

), либо смещается к одной стороне поршня, которая находится ближе

к форсунке.Полость создает эффект завихрения, так что небольшое количество топливовоздушной смеси

оптимально размещается рядом со свечой зажигания.

Этот стратифицированный заряд окружен в основном воздухом и остаточными газами

, которые удерживают топливо и пламя от стенок цилиндра

. Пониженная температура сгорания обеспечивает наименьшие выбросы и тепловые потери

и увеличивает количество воздуха за счет уменьшения расширения

, что обеспечивает дополнительную мощность.Этот метод позволяет

использовать ультра-бедные смеси, что было бы невозможно с карбюраторами

или обычным впрыском топлива. [1] [2] [3]

 Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки

. Топливо впрыскивается во время такта впуска,

создавая в цилиндре однородную топливно-воздушную смесь.

Исходя из стехиометрического соотношения, оптимальное сгорание дает

чистых выхлопных газов, дополнительно очищаемых каталитическим нейтрализатором

.

 Режим полной мощности используется для быстрого разгона и тяжелых нагрузок

(например, при подъеме на гору). Топливно-воздушная смесь

однородна, а соотношение немного выше, чем стехиометрическое

, что помогает предотвратить детонацию (появление розового цвета). Топливо

впрыскивается во время такта впуска.

Также можно вводить более одного раза в течение одного цикла.

После того, как первая зарядка топлива будет воспламенена, можно добавить топливо

по мере опускания поршня.Преимущества заключаются в большей мощности и экономичности,

, но было замечено, что некоторые виды топлива с октановым числом вызывают эрозию выпускного клапана

.

Вихревые форсунки используются в жидкостных ракетных, газовых и дизельных двигателях

для повышения эффективности распыления и смешивания.

Составляющая окружной скорости сначала создается, когда пропеллент

входит через винтовые или тангенциальные входы, образуя тонкий, закрученный слой жидкости

.Затем формируется заполненная газом полая сердцевина

вдоль центральной линии внутри инжектора из-за центробежной силы

жидкого слоя. Из-за наличия газового сердечника коэффициент разряда

обычно низкий. В вихревом инжекторе угол конуса распылителя

регулируется отношением окружной скорости

к осевой скорости и, как правило, больше по сравнению с инжекторами

без вихря.[23]

Системы впрыска поршневого двигателя для самолетов

Система впрыска топлива имеет много преимуществ по сравнению с обычной карбюраторной системой. Существует меньшая опасность обледенения системы впуска, поскольку падение температуры из-за испарения топлива происходит внутри цилиндра или рядом с ним. Ускорение также улучшается благодаря положительному действию системы впрыска. Кроме того, впрыск топлива улучшает распределение топлива. Это снижает перегрев отдельных цилиндров, часто вызываемый колебаниями смеси из-за неравномерного распределения.Система впрыска топлива также обеспечивает лучшую экономию топлива, чем система, в которой смесь для большинства цилиндров должна быть богаче, чем необходимо, чтобы цилиндр с самой бедной смесью работал должным образом.

Системы впрыска топлива различаются по деталям конструкции, компоновки и работы. На этой странице обсуждаются системы впрыска топлива Bendix и Continental. Они описаны, чтобы обеспечить понимание задействованных принципов работы.

Bendix / Прецизионная система впрыска топлива

Линейная система впрыска штокового регулятора (RSA) Bendix состоит из инжектора, делителя потока и форсунки для выпуска топлива.Это система с непрерывным потоком, которая измеряет расход воздуха двигателем и использует силы воздушного потока для управления потоком топлива в двигатель. Система распределения топлива по отдельным цилиндрам достигается за счет использования делителя потока топлива и сопел для отвода воздуха.


Топливная форсунка

В состав топливной форсунки входят:

  1. Секция воздушного потока,
  2. Секция регулятора
  3. A и
  4. Секция учета топлива. Некоторые топливные форсунки оснащены блоком автоматического регулирования смеси.

Секция воздушного потока

Расход воздуха двигателем измеряется путем измерения давления удара и давления в горловине Вентури в корпусе дроссельной заслонки. Это давление сбрасывается на две стороны воздушной диафрагмы. Вид в разрезе секции измерения расхода воздуха показан на рисунке 1. Перемещение дроссельной заслонки вызывает изменение расхода воздуха двигателем. Это приводит к изменению скорости воздуха в трубке Вентури. Когда поток воздуха через двигатель увеличивается, давление слева от диафрагмы снижается из-за падения давления в горловине Вентури.[Рис. 2] В результате диафрагма перемещается влево, открывая шаровой кран. Этой силе способствует ударное давление, воспринимаемое ударными трубками.

Рис. 1. Вид в разрезе секции измерения расхода воздуха

Рис.

[Рис. 3] Этот перепад давления называется «силой измерения воздуха».Эта сила достигается за счет направления давления удара и давления всасывания Вентури на противоположные стороны диафрагмы. Разница между этими двумя давлениями становится полезной силой, равной площади диафрагмы, умноженной на разницу давлений.

Рисунок 3. Ударные трубы для давления воздуха на входе

Раздел регулятора

Секция регулятора состоит из топливной диафрагмы, которая противодействует дозирующей силе воздуха.Давление на входе топлива прикладывается к одной стороне топливной диафрагмы, а измеренное давление топлива прикладывается к другой стороне. Перепад давления на топливной диафрагме называется дозирующей силой топлива. Давление топлива, показанное на стороне шара топливной диафрагмы, представляет собой давление после того, как топливо прошло через топливный фильтр и поворотную пластину ручного управления смесью, и называется измеренным давлением топлива. Давление на входе топлива прикладывается к противоположной стороне топливной диафрагмы.Шаровой кран, прикрепленный к топливной диафрагме, регулирует отверстие диафрагмы и поток топлива за счет приложенных к нему сил. [Рисунок 4]

Рисунок 4. Топливная диафрагма с прикрепленным шаровым клапаном

Расстояние, на которое открывается шаровой кран, определяется разницей давлений, действующих на диафрагмы. Эта разница в давлении пропорциональна расходу воздуха через форсунку. Таким образом, объем воздушного потока определяет скорость потока топлива.

При настройках малой мощности разница в давлении, создаваемая трубкой Вентури, недостаточна для последовательного регулирования подачи топлива. Пружина холостого хода постоянного напора встроена для обеспечения постоянного перепада давления топлива. Это обеспечивает адекватный конечный поток в диапазоне холостого хода.


Секция учета топлива

Секция дозирования топлива присоединена к секции дозирования воздуха и содержит впускной топливный фильтр, ручной клапан регулирования смеси, клапан холостого хода и главный дозирующий жиклер.[Рис. 5] Клапан холостого хода соединен с дроссельной заслонкой с помощью внешнего регулируемого звена. В некоторых моделях форсунок в этой секции также находится форсунка для обогащения энергии.

Рисунок 5. Секция дозирования топлива форсунки

Блок учета топлива предназначен для измерения и регулирования расхода топлива на делитель потока. [Рис. 6] Клапан ручного управления смесью создает состояние полностью богатой смеси, когда рычаг находится напротив упора богатой смеси, и постепенно обедненную смесь, когда рычаг перемещается в сторону отключения холостого хода.Как частота вращения холостого хода, так и смесь холостого хода могут регулироваться извне в соответствии с индивидуальными требованиями двигателя.

Рисунок 6. Впуск и дозировка топлива

Делитель потока

Дозированное топливо подается из блока управления подачей топлива в делитель потока под давлением. Этот блок поддерживает дозируемое топливо под давлением, распределяет топливо по различным цилиндрам на всех оборотах двигателя и отключает отдельные форсунки, когда регулятор переводится в режим отключения холостого хода.

Как показано на диаграмме на Рисунке 7, измеренное давление топлива поступает в делитель потока через канал, который позволяет топливу проходить через внутренний диаметр иглы делителя потока. На холостом ходу давление топлива из регулятора должно возрасти, чтобы преодолеть усилие пружины, приложенное к диафрагме и клапану в сборе. Это перемещает клапан вверх до тех пор, пока топливо не сможет пройти через кольцевое пространство клапана к топливному соплу. [Рис. 8] Поскольку регулятор дозирует и подает фиксированное количество топлива к делителю потока, клапан открывается только настолько, насколько это необходимо для подачи этого количества к форсункам.На холостом ходу требуется очень небольшое отверстие; Топливо для отдельных цилиндров разделяется на холостом ходу делителем потока.

Рис. 7. Делитель потока

Рис. 8. Вырез делителя потока

Когда поток топлива через регулятор увеличивается сверх требований холостого хода, давление топлива в трубопроводах форсунок увеличивается.Это давление полностью открывает клапан делителя потока, и распределение топлива к двигателю становится функцией выпускных форсунок.

Манометр топлива, откалиброванный в фунтах в час расхода топлива, может использоваться в качестве расходомера топлива с системой впрыска Bendix RSA. Этот манометр подключен к делителю потока и измеряет давление, прикладываемое к напорному патрубку. Это давление прямо пропорционально расходу топлива и указывает на выходную мощность двигателя и расход топлива.

Форсунки для слива топлива

Форсунки для выпуска топлива имеют воздухозаборную конфигурацию. На каждый цилиндр, расположенный в головке блока цилиндров, приходится по одной форсунке. [Рис. 9] Выходное отверстие сопла направлено во впускной канал. Каждая форсунка включает калиброванный жиклер. Размер жиклера определяется доступным давлением топлива на входе и максимальным расходом топлива, требуемым двигателем. Топливо выпускается через эту форсунку в камеру давления окружающего воздуха внутри соплового узла.Перед тем, как попасть в отдельные камеры впускных клапанов, топливо смешивается с воздухом для облегчения распыления топлива. Давление топлива перед отдельными форсунками прямо пропорционально расходу топлива; поэтому простой манометр можно откалибровать по расходу топлива в галлонах в час и использовать в качестве расходомера. В двигателях, модифицированных турбонагнетателями, необходимо использовать закрытые сопла. С помощью воздушного коллектора эти форсунки сбрасываются до давления воздуха на входе в инжектор.

Рисунок 9.Топливная форсунка в сборе

Система впрыска топлива Continental / TCM

Система впрыска топлива Continental впрыскивает топливо во впускной клапан в каждой головке блока цилиндров. [Рис. 10] Система состоит из топливного насоса форсунки, блока управления, топливного коллектора и форсунки для выпуска топлива. Это непрерывный поток, который регулирует поток топлива в соответствии с потоком воздуха в двигателе. Система с непрерывным потоком позволяет использовать пластинчато-роторный насос, для которого не требуется синхронизация с двигателем.

Рис. 10. Система впрыска топлива Continental / TCM

Топливный насос

Топливный насос поршневого типа, пластинчато-роторный, со шлицевым валом для подключения к системе привода вспомогательных агрегатов двигателя. [Рис. 11] Предусмотрен подпружиненный предохранительный клапан мембранного типа. Из камеры диафрагмы предохранительного клапана стравливают давление до атмосферного. Вид в разрезе топливного насоса высокого давления показан на рисунке 12.

Рисунок 11. Топливный насос

Рисунок 12. Топливный насос
Топливо поступает в вихревой колодец пароотделителя. Здесь пар отделяется вихревым движением, так что в насос подается только жидкое топливо. Пар всасывается из верхней части вихревого колодца небольшой струей топлива под давлением и направляется в линию возврата пара.По этой линии пар возвращается в топливный бак.

Игнорирование влияния высоты или условий окружающего воздуха, использование поршневого насоса с приводом от двигателя означает, что изменения частоты вращения двигателя пропорционально влияют на общий расход насоса. Поскольку насос обеспечивает большую производительность, чем требуется двигателю, требуется путь рециркуляции. Благодаря расположению калиброванного отверстия и предохранительного клапана на этом пути давление нагнетания насоса также поддерживается пропорционально частоте вращения двигателя.Эти положения обеспечивают надлежащее давление насоса и подачу топлива для всех рабочих скоростей двигателя.

Предусмотрен обратный клапан, чтобы давление подкачивающего насоса в систему могло обходить насос с приводом от двигателя для запуска. Эта особенность также подавляет парообразование при высоких температурах окружающей среды топлива и позволяет использовать вспомогательный насос в качестве источника давления топлива в случае отказа насоса с приводом от двигателя.

Блок управления топливом / воздухом

Функцией блока управления топливом / воздухом является управление воздухозаборником двигателя и установка измеренного давления топлива для обеспечения надлежащего соотношения топливо / воздух.Воздушный дроссель установлен на впуске коллектора, а его дроссельная заслонка, расположенная с помощью рычага управления дроссельной заслонкой в ​​самолете, регулирует поток воздуха к двигателю. [Рисунок 13]

Рисунок 13. Блок управления топливным воздухом

Узел воздушной дроссельной заслонки представляет собой отливку из алюминия, содержащую вал и узел дроссельной заслонки. Размер отверстия отливки адаптирован к размеру двигателя, и не используются никакие ограничения Вентури или другие ограничения.

Блок управления подачей топлива

Корпус регулятора подачи топлива изготовлен из бронзы для лучшего взаимодействия с клапанами из нержавеющей стали. Его центральное отверстие содержит дозирующий клапан на одном конце и клапан регулирования смеси на другом конце. Каждый поворотный клапан из нержавеющей стали имеет канавку, которая образует топливную камеру.

Топливо попадает в блок управления через сетчатый фильтр и попадает в дозирующий клапан. [Рис. 14] Этот поворотный клапан имеет кулачковую кромку на внешней части торцевой поверхности.Положение кулачка на отверстии подачи топлива контролирует подачу топлива к клапану коллектора и форсункам. Отверстие для возврата топлива соединяется с обратным каналом центральной дозирующей пробки. Совмещение клапана управления смесью с этим каналом определяет количество топлива, возвращаемого в топливный насос.

Рисунок 14. Блок управления двойным топливом

При подключении дозирующего клапана к воздушному дросселю поток топлива правильно пропорционален потоку воздуха для правильного соотношения топливо / воздух.Уровень управления установлен на валу клапана регулирования смеси и подключен к регулятору смеси в кабине.

Топливный коллекторный клапан

Клапан топливного коллектора содержит впускное отверстие для топлива, камеру диафрагмы и выпускные отверстия для линий к отдельным форсункам. [Рис. 15] Подпружиненная диафрагма управляет клапаном в центральном отверстии корпуса. Давление топлива обеспечивает силу для перемещения диафрагмы. Мембрана закрыта крышкой, удерживающей пружину нагрузки диафрагмы.Когда клапан упирается в притертое седло в корпусе, топливопроводы к цилиндрам перекрываются. Клапан просверлен для прохождения топлива из камеры диафрагмы к ее основанию, а внутри клапана установлен шаровой клапан. Все поступающее топливо должно проходить через тонкий экран, установленный в камере диафрагмы.

Рис. 15. Узел клапана топливного коллектора

От клапана управления впрыском топлива топливо подается к клапану топливного коллектора, который представляет собой центральную точку для разделения потока топлива на отдельные цилиндры.В клапане топливного коллектора диафрагма поднимает или опускает плунжерный клапан, чтобы одновременно открывать или закрывать каналы подачи топлива в отдельные цилиндры.

Форсунка для слива топлива

Форсунка для слива топлива расположена в головке блока цилиндров, выходное отверстие направлено во впускной канал. В корпусе сопла имеется просверленный центральный канал с зенковкой на каждом конце. [Рис. 16] Нижний конец используется как камера для смешивания топлива с воздухом перед тем, как распылитель покинет сопло. В верхнем отверстии имеется съемное отверстие для калибровки форсунок.Форсунки калибруются в нескольких диапазонах, и все форсунки, поставляемые для одного двигателя, относятся к одному и тому же диапазону и обозначаются буквой, нанесенной на шестигранник корпуса форсунки.

Рис. 16. Форсунки для слива топлива

Системы впрыска топлива (часть первая)

Система впрыска топлива имеет много преимуществ по сравнению с обычной карбюраторной системой. Существует меньшая опасность обледенения системы впуска, поскольку падение температуры из-за испарения топлива происходит внутри цилиндра или рядом с ним.Ускорение также улучшается благодаря положительному действию системы впрыска. Кроме того, впрыск топлива улучшает распределение топлива. Это снижает перегрев отдельных цилиндров, часто вызываемый колебаниями смеси из-за неравномерного распределения. Система впрыска топлива также обеспечивает лучшую экономию топлива, чем система, в которой смесь для большинства цилиндров должна быть богаче, чем необходимо, чтобы цилиндр с самой бедной смесью работал должным образом.

Системы впрыска топлива различаются по деталям конструкции, компоновки и работы.В этом разделе рассматриваются системы впрыска топлива Bendix и Continental. Они описаны, чтобы обеспечить понимание задействованных принципов работы. Подробные сведения о любой системе можно найти в инструкциях производителя соответствующего оборудования.

Bendix / прецизионная система впрыска топлива Серия систем впрыска с линейным штоковым регулятором (RSA) Bendix состоит из инжектора, делителя потока и форсунки для выпуска топлива. Это система с непрерывным потоком, которая измеряет расход воздуха двигателем и использует силы воздушного потока для управления потоком топлива в двигатель.Система распределения топлива по отдельным цилиндрам достигается за счет использования делителя потока топлива и сопел для отвода воздуха.

Топливная форсунка

Узел топливной форсунки состоит из:

  1. секции воздушного потока,
  2. секции регулятора и
  3. секции дозирования топлива. Некоторые топливные форсунки оснащены блоком автоматического регулирования смеси.

Секция воздушного потока

Расход воздуха двигателем измеряется путем измерения давления удара и давления в горловине Вентури в корпусе дроссельной заслонки.Это давление сбрасывается на две стороны воздушной диафрагмы. Вид в разрезе секции измерения воздушного потока показан на Рисунке 2-30. Перемещение дроссельной заслонки вызывает изменение расхода воздуха двигателем. Это приводит к изменению скорости воздуха в трубке Вентури. Когда поток воздуха через двигатель увеличивается, давление слева от диафрагмы снижается из-за падения давления в горловине Вентури. [Рисунок 2-31] В результате диафрагма перемещается влево, открывая шаровой кран.Этой силе способствует ударное давление, воспринимаемое ударными трубками. [Рис. 2-32] Этот перепад давления называется «силой измерения воздуха». Эта сила достигается за счет направления давления удара и давления всасывания Вентури на противоположные стороны диафрагмы. Разница между этими двумя давлениями становится полезной силой, равной площади диафрагмы, умноженной на разницу давлений.

Рисунок 2-30. Вид в разрезе секции измерения расхода воздуха. Рисунок 2-31.Сечение обдува топливной форсунки. Рисунок 2-32. Ударные трубы для давления воздуха на входе.

Секция регулятора

Секция регулятора состоит из топливной диафрагмы, которая противодействует силе дозирования воздуха. Давление на входе топлива прикладывается к одной стороне топливной диафрагмы, а измеренное давление топлива прикладывается к другой стороне. Перепад давления на топливной диафрагме называется дозирующей силой топлива. Давление топлива, показанное на стороне шара топливной диафрагмы, представляет собой давление после того, как топливо прошло через топливный фильтр и поворотную пластину ручного управления смесью, и называется измеренным давлением топлива.Давление на входе топлива прикладывается к противоположной стороне топливной диафрагмы. Шаровой кран, прикрепленный к топливной диафрагме, регулирует отверстие диафрагмы и поток топлива за счет приложенных к нему сил. [Рисунок 2-33] Рисунок 2-33. Топливная диафрагма с прикрепленным шаровым краном.

Расстояние, на которое открывается шаровой кран, определяется разницей давлений, действующих на диафрагмы. Эта разница в давлении пропорциональна расходу воздуха через форсунку. Таким образом, объем воздушного потока определяет скорость потока топлива.

При настройках малой мощности разница в давлении, создаваемая трубкой Вентури, недостаточна для обеспечения последовательного регулирования топлива. Пружина холостого хода постоянного напора встроена для обеспечения постоянного перепада давления топлива. Это обеспечивает адекватный конечный поток в диапазоне холостого хода.

Летный механик рекомендует

Что нужно знать о механическом впрыске топлива

Механический впрыск топлива (MFI) был разработан на заре автомобильных гонок и используется до сих пор.MFI имеет долгую историю с множеством различных форматов гонок: дрэг-рейсинг, кольцевые гонки, гонки на лодках и соревнования на максимальную скорость, подобные тем, что проводились на Bonneville Speed ​​Week. Фактически, пионер MFI Стюарт Хилборн из Hilborn Fuel Injection стал первым водителем, который когда-либо превысил отметку 150 миль в час на El Mirage Dry Lake в апреле 1948 года, используя самодельный механический топливный инжектор с постоянным расходом.

Простая регулировка холостого хода на гоночной крышке с механическим впрыском топлива Enderle.

Механический впрыск топлива хорошо подходит для двигателей без наддува или двигателей с принудительным впрыском и работает с большинством любых видов топлива — газом, смесями этанола, метанолом и даже смесями нитро. Установки могут варьироваться от простых систем с одним соплом стоимостью несколько сотен долларов до систем стоимостью в десятки тысяч долларов.

Как это работает?

После заливки системы топливо подается непосредственно в двигатель для быстрого запуска. Настроить его просто: нужно сделать всего одну или две регулировки в байпасном контуре для настройки хорошо развитой системы, при этом соотношение воздух-топливо является мощным параметром для точной настройки.Наконец, он прост в настройке — не что иное, как управляемый водителем воздушный клапан для дросселирования с простой гидравлической системой для подачи топлива.

Гоночный механический впрыск топлива на возмутительном, ностальгическом гоночном седане Ford с наддувом

Механический впрыск топлива работает с простым воздушным клапаном с дроссельной заслонкой и топливным насосом, обычно работающим на половинной скорости двигателя. После откачки топлива из вентилируемого топливного бака топливо подается через ствольный клапан, который регулирует количество топлива с помощью положения воздушного клапана.Топливо проходит через клапан ствола, а затем по топливопроводам прямо во впускную систему, питающую каждый цилиндр. Для настройки простые изменения впрыска контролируют количество топлива, поступающего в каждый цилиндр. На безнаддувных двигателях правильно настроенная механическая система впрыска топлива обеспечивает мгновенный отклик дроссельной заслонки, что делает систему идеальной для гоночных применений.

Воздух контролируется с помощью бабочек в крышке или коллекторе для впрыска топлива. Обычно к дроссельной заслонке, управляемой водителем, подключается механический трос с тягой, и бабочки регулируются с помощью упора дроссельной заслонки на холостом ходу.Механическая связь соединяет бабочки с клапаном ствола. Когда бабочки открываются, обеспечивая двигатель большим количеством воздуха, клапан ствола открывается, обеспечивая двигатель большим количеством топлива.

Эта базовая система показана на следующем рисунке.

Простая система впрыска топлива начинается с этих основных компонентов. Добавлены дополнительные компоненты для управления воздухом и дроссельной заслонкой для модуляции мощности. Дополнительные форсунки добавляются для подачи топлива в каждый цилиндр многоцилиндрового двигателя с любым количеством цилиндров, независимо от того, является ли это двухтактным, четырехтактным или роторным двигателем.

Для сравнения, электронный впрыск топлива (EFI) работает с аналогичным воздушным клапаном, хотя он может управляться дроссельной заслонкой или управляться электрически. Электрический топливный насос подает топливо с постоянным давлением топлива. Электронное управление регулирует рабочий цикл электронного впрыска топлива в зависимости от положения дроссельной заслонки и других факторов. Хотя EFI имеет гораздо больше управляемых функций, в то же время стоимость и понимание технологии настройки намного выше.

Использование различных видов топлива

Системы

MFI со спиртом или нитро-топливом в сочетании с принудительной индукцией могут обеспечивать чрезвычайно высокие уровни мощности.Винтовые двигатели PSI объемом 500 кубических дюймов V8, работающие на метаноле, сообщают об уровне мощности более 4000 лошадиных сил, а метанол имеет другие преимущества.

«По нашему опыту, характеристики алкоголя меняются примерно вдвое меньше, чем бензина, при типичных изменениях условий воздуха», — говорит Майк Чиландо, владелец Alkydigger.

Дон Джексон из компании Don Jackson Engineering, бывший главный специалист по дрэг-рейсингу, главный специалист по топливной бригаде, производитель двигателей и нынешний гонщик из Бонневилля, сообщает о мощности, превышающей 10 000 лошадиных сил, от нитрометановых двигателей с наддувом и MFI.Эти уровни мощности были измерены специальным бортовым динамометром Дона, установленным на машинах NHRA Конни Калитты.

Хотя метанол и нитрометан являются обычными видами топлива, другие виды топлива, такие как этанол или гоночный газ, также могут использоваться для механического впрыска топлива.

Иллюстрация механического впрыска топлива расширена за счет добавления цепи управления холостым ходом, клапана цилиндра и нескольких форсунок, питающих узел шляпки дроссельной заслонки. Они используются для регулирования подачи воздуха в двигатель, что является обычным явлением в гонках по всему миру.

Компоненты системы механического впрыска топлива

Впрыск топлива с постоянным потоком управляется воздухом от двигателя одним или несколькими из следующих параметров:

  • Воздухозаборник
  • Рамные трубы, часто настраиваемой длины и настроенного объема
  • Пленум
  • Коллектор поршневой
  • Корпус дроссельной заслонки или шляпа, чтобы задросселировать воздух.

Подача топлива в двигатель я прокрутил следующим образом:

  • Топливный бак для хранения топлива
  • Вентиляционное отверстие топливного бака позволяет воздуху попадать в топливный бак
  • Шланги или трубки для подачи топлива от одного компонента к другому
  • Механический топливный насос, рассчитанный на тип топлива, уровень мощности и диапазон оборотов двигателя
  • Шланги форсунок, распределительный блок и линии форсунок для питания форсунок
  • Форсунки для впрыска топлива в воздушный поток, идущий в двигатель.

Компоненты топливной системы

Понимая базовую компоновку топливной системы, дополнительные компоненты делают механическую систему впрыска топлива полезной.

  • Клапан ствола или дозирующий клапан регулирует соответствующее количество топлива для запуска, частичного открытия дроссельной заслонки, движения и остановки. Клапан ствола также используется для дросселирования топлива при частично дроссельной заслонке. Большинство ствольных клапанов имеют очень простой золотник или дозирующий цилиндр внутри клапана для управления потоком топлива.Связь добавлена ​​для управления золотником клапана ствола или дозирующим устройством от воздушного клапана. Это соединение между золотником и воздушным клапаном обычно включает регулируемую стяжную муфту.
  • Для управления пуском и холостым ходом в системе обычно предусмотрен контур холостого хода. В автомобилях Sprint он используется в качестве вторичного байпаса при повышенном давлении для увеличения выброса топлива в качестве ускорительного насоса вне поворотов.

Клапан ствола на этом двигателе с продувкой на спиртовой основе показан с дополнительными путями подачи топлива для различных функций настройки дрэг-рейсинга: запуск, сгорание, постановка на ступень, запуск и выход на высокую скорость.

В этой системе объем холостого воздуха устанавливается с помощью дроссельной заслонки. Давление пружины в регулирующем клапане холостого хода устанавливает объем топлива, как показано.

В некоторых установках используются два набора насадок. Один набор предназначен для корпуса дроссельной заслонки или крышки (если таковая имеется), а другой набор — для портов коллектора. Второй набор предназначен для управления распределением топлива от цилиндра к цилиндру. Все форсунки двигателя составляют жиклер топливной системы. Любые байпасные форсунки (включая главный байпас, высокоскоростной байпас, устройство защиты насоса или другие) отводят излишки топлива от этих форсунок двигателя для поддержания надлежащего соотношения воздух-топливо.

Большинство систем впрыска топлива имеют главный байпасный контур. В целях настройки это контур возврата топлива, обычно с ограничителем жиклера. В этих установках топливный насос увеличенного размера подает больше топлива, чем требуется двигателю. Дополнительное топливо возвращается в систему подачи топлива через этот главный байпасный контур. Жиклер ограничивает поток и контролирует количество топлива, подаваемого в двигатель. Изменение размера главного байпасного жиклера — это один из способов настройки механического впрыска топлива, поскольку больший жиклер наклоняет двигатель, а меньший жиклер обогащает двигатель.Поддержание соотношения воздух / топливо за счет изменения главного байпаса — простой метод, при котором остальные форсунки двигателя остаются нетронутыми.

Для повышения уровня регулировки соотношения воздух / топливо при более высоких оборотах двигателя добавленный высокоскоростной перепускной жиклер обеспечивает больший контроль.

Простой высокоскоростной байпасный контур, используемый для корректировки топливной кривой при механическом впрыске топлива.

Другие компоненты, которые являются общими для установки с механическим впрыском топлива, включают:

  • Запорный топливный клапан
  • Фильтры топливные линейные
  • Манометры или преобразователи для регистрации данных
  • Воздушный фильтр на некоторых установках, например, на тех, которые используются в гонках по бездорожью или на уличных транспортных средствах.

Если вы хотите узнать больше о настройке вашей системы, ознакомьтесь с нашей предыдущей статьей о влиянии погоды на механический впрыск топлива.

Дополнительные форсунки

После того, как базовая настройка установлена, можно добавить дополнительные форсунки для дальнейшего повышения производительности вашего двигателя. В некоторых установках MFI добавляются капельницы холостого хода для лучшего контроля количества топлива на холостом ходу, подаваемого в каждый цилиндр. Это особенно характерно для гонщиков с наклоненными двигателями, таких как драгстеры и забавные автомобили с двигателями, часто наклоненными вниз.Некоторые лодочные двигатели наклонены вниз или вверх, чтобы совместиться с гребными винтами, которым нужны дополнительные форсунки в портах для управления распределением топлива.

Дополнительные форсунки могут быть добавлены для большего количества топлива в верхнем конце для эффекта набегающего воздуха. Например, в гонках Top Fuel обычно используется несколько дополнительных комплектов форсунок в установке. Типичная установка будет включать:

  • Шляпная насадка — один комплект
  • Смазочные материалы нагнетателя — частичный набор, обычно в задней части нагнетателя
  • Сопло коллектора — два комплекта
  • Сопло порта головки цилиндров — два комплекта

Перепускные форсунки MFI регулируют подачу топливной смеси в двигатель.Эти форсунки отводят определенное количество топлива от двигателя и обратно в топливный бак, что полезно для управления общим потоком топлива в двигатель. Кроме того, при достижении двигателем определенной частоты вращения включаются высокоскоростные байпасные форсунки. Это уменьшает количество топлива, подаваемого в двигатель на более высоких уровнях оборотов двигателя, когда объемный КПД может упасть, уменьшая потребность в воздухе на один оборот.

Нитродрагстерский двигатель Nostalgia показан с распределительными блоками и линиями головного и левого сопла.Поршневые форсунки часто устанавливаются на нажимную тарелку (латунная тарелка внизу справа на центральной фотографии), которая удерживает их закрытыми до тех пор, пока частота вращения двигателя не возрастет. Это обеспечивает более высокое давление топлива при низких оборотах двигателя для хорошей реакции.

Хотя большинство гонщиков используют метод проб и ошибок для настройки впрыска своей топливной системы, числовое управление настройкой может обеспечить согласованность и максимальную мощность. Поиск и поддержание оптимального соотношения воздух / топливо для вашей установки — это самый простой способ определить значения перепускания в байпасе для оптимальной настройки.

Внешние вспомогательные системы

Понимание впрыска топлива не будет полным без понимания того, как другие части установки работают с впрыском топлива.

Сильным преимуществом MFI является его адаптируемость к различным конфигурациям цилиндров. Для большинства конфигураций, таких как рядные, V-образные, оппозитные или роторные двигатели, механический впрыск топлива можно легко адаптировать к различным положениям цилиндров. Следует учитывать низкую стоимость производства и простоту последующего обслуживания.

Механический впрыск топлива со штабелями на тяговом двигателе V8. Открытые расширяющиеся воздухозаборники сглаживают всасываемый воздушный поток для большей мощности.

Размер топливного насоса важен. В обычных установках используется топливный насос, который на 25-50 процентов больше, чем требуется двигателю. Настройка проста, контролируя количество избыточного топлива, перепускаемого обратно в подачу топлива. Кроме того, топливный насос должен иметь соответствующую линию подачи, чтобы избежать кавитации на входе.

Некоторые гоночные классы, такие как дрэг-рейсинг Nostalgia Top Fuel, ограничивают размер топливного насоса.Чтобы соответствовать требованиям класса, гонщики используют топливные насосы увеличенного размера с ограничениями по впуску. Это дает дополнительное топливо для большей мощности при более низких оборотах двигателя и открывает новую эру тюнинговых уловок. Например, в дрэг-рейсинге Nostalgia A-Fuel правила класса в США указывают топливный насос со скоростью примерно 12 галлонов в минуту. Последний трюк — использовать топливный насос большего размера, который будет пропускать примерно 15 галлонов в минуту без какого-либо ограничителя. Впускной ограничитель ограничивает производительность топливного насоса до значения 12 галлонов в минуту. Поскольку этот рейтинг сделан при определенном давлении топлива и скорости топливного насоса, значение 12 галлонов в минуту поддерживается при более низких скоростях насоса.Для нитрогонок это обеспечивает дополнительную мощность на низких оборотах двигателя за счет всего кислорода в нитротопливной смеси.

При рассмотрении трубопровода, по которому топливо проходит между топливным насосом и двигателем, избегайте угловых фитингов или других крутых поворотов. Они вызывают проблемы с потоком, что, в свою очередь, снижает стабильность и мощность, когда двигатель находится под нагрузкой. Вместо этого следует использовать концы шлангов с трубчатыми изгибами, чтобы избежать проблем с потоком.

Самый быстрый в мире дверной молоток с наддувом — Кэмп энд Джона Стэнли «Папина Кэдди» — оснащен механической системой впрыска топлива от Rage Fuel Systems.

Заключение

Механический впрыск топлива легко конфигурируется от небольших настроек до очень больших выходных мощностей. Небольшие 4-цилиндровые двигатели мощностью 100 лошадиных сил легко использовать в гонках на сверхмалых автомобилях. На другом конце спектра MFI является одним из основных компонентов огромных двигателей мощностью более 10 000 лошадиных сил в приложениях NHRA Top Fuel и Funny Car.

Гонщики с небольшим знанием MFI регулярно превышают расширенные целевые показатели. Механический впрыск топлива — это недорогая и мощная топливная система, которая выигрывает!

Новая инновационная система прямого распределенного впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания

В данной статье с помощью численного моделирования доказывается, что с помощью программы Fluent предложенный патент на изобретение является жизнеспособным решением для улучшения условий сгорания внутри камер сгорания двигателей внутреннего сгорания.Патент на изобретение № 123482 в Румынии защищен в соответствии с международными законами. Впрыск топлива — это система подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. Он стал основной системой подачи топлива, используемой в автомобильных двигателях, заменив карбюраторы в 1980-х и 1990-х годах. С самого начала использования двигателя внутреннего сгорания существовало множество систем впрыска. Авторы предлагают новую концепцию новой системы прямого распределенного впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания.Существующие и применяемые на практике системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: топливо впрыскивается внутрь цилиндра с помощью одного инжектора, который, несмотря на сложность, размещается в центральном положении, он не может полностью заполнить камеру сгорания и расход смеси. между топливом и воздухом из-за того, что капли топлива выходят из одной центральной точки, не могут столкнуться друг с другом, так что указанные скорости смешивания топливо-воздух ниже, поскольку размеры капель топлива относительно грубые.В изобретении предлагается изменение парадигмы впрыска вместо использования одного центрального инжектора для установки системы впрыска, которая приводит к лучшим условиям столкновения капель топлива друг с другом, с меньшим диаметром получаемого топлива. капли, которые, в свою очередь, улучшат условия горения.

  • URL записи:
  • Наличие:
  • Дополнительные примечания:
    • Аннотация использована с разрешения издателя.
  • Авторов:
    • Иоан, Калиманеску
    • Лучиан, Григореску
  • Дата публикации: 2012

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 01484346
  • Тип записи: Публикация
  • Файлы: TRIS
  • Дата создания: 10 июня 2013 14:56

Cessna Flyer Association — Знакомство с вашей системой впрыска топлива Lycoming

Прямой впрыск топлива в цилиндры обеспечивает лучшее распределение топлива и легкий запуск холодного двигателя без угрозы обледенения карбюратора.Жаклин Шайп (A & P / IA) проведет вас через типичную систему впрыска топлива Lycoming и наиболее распространенные неисправные места, чтобы проверить, не начинает ли ваш двигатель работать с перебоями.

Двигатели с впрыском топлива уже много лет используются в автомобилях и становятся все более популярными в самолетах авиации общего назначения.

Системы впрыска топлива имеют ряд преимуществ перед карбюраторными системами. При впрыске топлива каждый цилиндр получает почти одинаковое количество топлива. Это помогает каждому цилиндру выдавать одинаковую мощность.Это, в свою очередь, делает работу двигателя более плавной и эффективной.

Напротив, карбюраторные системы часто имеют цилиндры, которые работают немного богатой или бедной по сравнению с остальными из-за разной длины впускных труб.

Двигатели с впрыском топлива намного легче запускать, когда двигатель холодный, потому что каждый цилиндр заправляется одинаковым количеством топлива.

Системы впрыска топлива также свободны от угрозы обледенения карбюратора.

Системы впрыска топлива имеют несколько недостатков по сравнению с карбюраторными системами.Двигатели с впрыском топлива может быть трудно запустить в горячем состоянии. После остановки в жаркие летние месяцы им обычно требуется запуск с обливаемой смеси с полной обедненной смесью и полный дроссель вперед при запуске двигателя. Этот процесс может расстраивать людей, незнакомых с особенностями двигателей с впрыском топлива.

Система впрыска топлива также очень нетерпима даже к малейшим частям грязи или мусора в магистралях или форсунках.

Карбюраторные системы обычно легко запускаются при горячем двигателе.Кроме того, они по своей конструкции немного лучше переносят загрязнения, чем системы впрыска топлива.

Владельцы самолетов, которые летают за двигателями с впрыском топлива, вероятно, получат долгие годы надежной и эффективной эксплуатации. Мудрые владельцы все равно должны знать, что находится под капотом, чтобы быстро и легко устранять проблемы с их системой впрыска.

Топливный сервопривод Bendix, снятый с Lycoming IO-540. Колесико регулировки холостого хода на топливном сервоприводе Bendix. Для легкой регулировки колесо можно легко повернуть вручную без использования инструментов.Впускное отверстие для топлива. Рычаг в нижнем левом углу подключается к кабелю смеси для ручного управления смесью.
Основные части системы впрыска топлива

Основными частями типичной системы впрыска топлива являются топливный насос с приводом от двигателя, блок управления топливом / воздухом (сервопривод топлива), распределитель топлива (делитель потока) с соответствующими топливными линиями. и сами топливные форсунки. Большинство самолетов также имеют электрический топливный насос, который обеспечивает давление топлива для запуска и в качестве аварийного резервного питания.

Топливный насос с приводом от двигателя разработан для обеспечения постоянного давления топлива на входе сервопривода подачи топлива.

Дроссельная заслонка корпуса дроссельной заслонки в закрытом положении. Открытие канала для воздействия давления воздуха на сервопривод топлива с автоматическим регулированием смеси.
Сервопривод подачи топлива

Сервопривод подачи топлива представляет собой дозатор топлива и воздуха в системе впрыска топлива.

Поток воздуха к впускным трубам цилиндров двигателя регулируется через корпус дроссельной заслонки и дроссельную заслонку в сервоприводе.Движения дроссельной заслонки пилота напрямую контролируют количество воздуха, поступающего в двигатель. Этот дроссельный клапан похож на дроссельный клапан в карбюраторе. Корпус дроссельной заслонки выполнен с трубкой Вентури внутри; опять же аналогично карбюратору.

Однако трубка Вентури в сервоприводе подачи топлива предназначена только для обеспечения настроек давления воздуха во внутренней камере в секции управления подачей топлива сервопривода, а не для обеспечения всасывания через сопло для выпуска топлива, как это происходит в карбюраторе.

Расход топлива регулируется шаровым клапаном сервопривода топлива, расположенным в части регулятора подачи топлива сервопривода.Шаровой кран регулируется серией диафрагм и пружин. Диафрагмы используются для обеспечения противодействия входящему давлению (при ударе) и воздуху Вентури, а также измеряемого и неизмеренного давления топлива для постоянного регулирования количества топлива, подаваемого к форсункам.

Как показано на фото H (справа), передний корпус автоматического регулятора смеси (AMC) сервопривода топлива обеспечивает отверстие для давления воздуха при ударе. Форма корпуса образует трубку Вентури для корпуса дроссельной заслонки.

Давление воздуха при ударе передается через ударные трубки из отверстия в передней части корпуса дроссельной заслонки (перед трубкой Вентури) в закрытую камеру на одной стороне диафрагмы.Воздух из секции Вентури низкого давления корпуса дроссельной заслонки направляется в камеру на противоположной стороне диафрагмы.

По мере того, как поток воздуха через корпус дроссельной заслонки увеличивается или уменьшается за счет управления дроссельной заслонкой пилота, давление воздуха в самой трубке Вентури увеличивается или уменьшается обратно пропорционально. По мере увеличения потока воздуха давление Вентури падает. По мере уменьшения расхода воздуха давление Вентури повышается. Разница давлений между ударным воздухом (который остается постоянным, за исключением атмосферных изменений) и воздухом Вентури заставляет диафрагму между двумя камерами слегка перемещаться всякий раз, когда происходит изменение давления воздуха с одной или другой стороны.Эта разница в давлении между давлением воздуха при ударе и давлением Вентури в сервоприводе подачи топлива известна как «сила измерения воздуха».

Шаровой клапан сервопривода топлива в регуляторе подачи топлива прикреплен к диафрагме таким образом, что он перемещается в более открытое или закрытое положение, когда диафрагма перемещается в ответ на силу дозирования воздуха. Обратите внимание, что давление воздуха Вентури является основным регулирующим фактором, определяющим степень открытия сервоклапана в любой момент времени.

Сервопривод подачи топлива, установленный на Lycoming IO-360.Нижний левый трос — это трос дроссельной заслонки, прикрепленный к рычагу дроссельной заслонки. Центральная связь с зубчатым колесом в центре — это регулировка смеси холостого хода. Винт с пружиной под головкой предназначен для регулировки холостого хода. Впускная сетка для подачи топлива находится вверху слева. В центре: небольшое резьбовое отверстие для топливной форсунки. Делитель потока топлива на четырехцилиндровом двигателе.
Поток топлива

Топливо течет из топливного насоса с приводом от двигателя через дозирующий жиклер в сервоприводе подачи топлива. Открытие дозирующей жиклера контролируется ручным управлением смеси пилота.Это топливо считается «отмеренным» давлением топлива. Он подключен к камере регулятора подачи топлива внутри сервопривода подачи топлива. Отдельная линия неизмеренного давления топлива отключается до того, как топливо достигает дозирующего жиклера, и направляется в другую камеру регулятора топлива. Эта камера давления топлива без измерения отделяется от камеры давления топлива с измерением диафрагмой.

Поскольку изменение давления Вентури вызывает движение сервоклапана, оно также вызывает движение между дозируемой и неизмеренной топливными камерами.потому что сервоклапан работает вместе с обеими диафрагмами.

Снижение давления Вентури (увеличенное открытие дроссельной заслонки и дроссельной заслонки) вызывает небольшое перемещение сервоклапана в более открытое положение до тех пор, пока измеренное давление топлива не увеличится до точки, при которой сервоклапан перестанет открываться и останется установленным. его новая, более открытая позиция. Повышенное давление Вентури (уменьшение открытия дроссельной заслонки и дроссельной заслонки) приводит к перемещению сервоклапана в более закрытое положение до тех пор, пока пониженное измеренное давление топлива не заставит клапан перестать двигаться, и он останется в немного более закрытом положении.

Этот процесс определяет количество топлива, которое подается в форсунки при всех настройках дроссельной заслонки.

Форсунка для двигателя с турбонаддувом. Форсунка для двигателя с турбонаддувом.
Автоматический контроль смеси

AMC помогает поддерживать постоянное соотношение топливовоздушной смеси, регулируя перепад давления между давлением воздуха удара и давлением воздуха Вентури. Он обеспечивает регулируемое отверстие между давлением воздуха при ударе и давлением воздуха Вентури, изменяя, таким образом, ту же «силу измерения воздуха», о которой говорилось выше.AMC не заменяет ручное управление смесью пилота; он работает вместе с ним.

Типовая топливная форсунка, устанавливаемая на двигатель без наддува (без турбонаддува). Отверстие для воздуховыпускного экрана видно в нижней части металлического экрана.
Делитель потока

Из секции регулятора топлива сервопривода подачи топлива топливо направляется к делителю потока. Делитель потока, который некоторые механики называют «пауком» из-за его формы, установлен на верхней части двигателя. Он обеспечивает центральную точку распределения топлива к каждой топливной магистрали и форсунке.Делитель потока имеет подпружиненную диафрагму, которая открывается при давлении топлива от сервопривода подачи топлива и закрывается, когда поток топлива прекращается. Эта установка обеспечивает принудительное отключение всех цилиндров одновременно при остановке. (См. Фото 01 и 02, стр. 26.)

Установка для проверки расхода топлива. Форсунки были прикреплены к топливопроводам. На каждой чашке был нанесен соответствующий номер цилиндра. Топливная чаша после проверки подачи топлива готова к сравнению с другими цилиндрами.
Топливопроводы и форсунки

Топливопроводы, соединяющие делитель потока с форсунками, представляют собой жесткие трубопроводы из нержавеющей стали.

Последней единицей в потоке топлива в каждый цилиндр является собственно топливная форсунка. Топливные форсунки изготовлены из латуни и имеют очень простую конструкцию. Сопло по существу представляет собой полую небольшую трубку с калиброванным отверстием на выходе и парой ограничений, которые уменьшают диаметр трубки изнутри. Каждая форсунка откалибрована для обеспечения максимального расхода топлива, необходимого при полностью открытой дроссельной заслонке на нагнетательном конце. На противоположном конце форсунок имеется гнездо для топливопровода.В самих форсунках нет внутренних движущихся частей.

Некоторые форсунки состоят из двух частей и имеют съемную центральную секцию. Эти части следует хранить вместе каждый раз при снятии сопел.

Форсунка также находится там, где топливо смешивается с воздухом, чтобы распылить топливо и сделать его горючим. У двигателей с нормальным наддувом есть воздуховыпускные экраны на внешней стороне сопла, в то время как самолеты с турбонаддувом имеют герметичное соединение, которое обеспечивает отвод воздуха из воздушной камеры сопла до «давления верхней палубы» с турбонаддувом (давление на выходе компрессора турбокомпрессора).(См. Фото 03 и 04 на странице 26.)

Как в конфигурации с атмосферным воздухом, так и с турбонаддувом, давление во впускном коллекторе немного ниже, чем давление в камере отбора воздуха форсунки, поэтому воздух постоянно втягивается через отверстие для отбора воздуха. в коллектор. (См. Фото 05, стр. 26.)

Топливная форсунка с небольшими пятнами вокруг воздуховыпускного экрана. Это может указывать на необходимость очистки экрана.
Техническое обслуживание и устранение неисправностей системы впрыска топлива

В большинстве случаев системы впрыска топлива работают без сбоев.Когда проблема возникает в системе впрыска топлива, она часто носит неустойчивый характер, и иногда ее бывает трудно определить на первых порах.

Неисправные двигатели обычно довольно просто диагностировать. Обычно виноват дефект в системе зажигания, такой как загрязненная свеча зажигания или неправильная синхронизация магнето, но иногда виноваты неисправности в топливной системе. Если система зажигания исключена, пора проверить, как двигатель получает топливо.

Большинство механиков начинают с сопел и работают в обратном направлении, пока не будет найден источник неисправности.
Забиты топливные форсунки

Проблема, возникающая в системе впрыска топлива, обычно вызвана небольшими частями грязи или мусора, которые частично забивают магистраль или форсунку. Если одна или несколько форсунок становятся ограниченными, давление топлива возрастает, потому что сервопривод продолжает отправлять то же количество топлива.

Расходомер топлива в кабине показывает расход топлива в галлонах в час; но это число получено из показаний давления топлива на делителе потока. Увеличение расхода топлива можно увидеть на манометре, если одна или несколько форсунок забиты, даже если настройки дроссельной заслонки остаются неизменными.Более высокое давление на делителе, вызванное засорением форсунки, проявляется в увеличении расхода на расходомере топлива. Индикация повышенного расхода топлива наряду с неработающим двигателем указывает на то, что одно или несколько форсунок могут быть частично или полностью забиты.

Причина шероховатости проста; цилиндр с забитой форсункой получает достаточно топлива только для прерывистой работы.

Это можно проверить, если у самолета есть датчики EGT на каждом цилиндре. На цилиндре (ах) с частично забитыми форсунками выхлопные газы будут горячее, чем в других цилиндрах; свидетельство того, что цилиндр работает слишком бедно.

Простой способ проверить каждое сопло и линию на наличие ограничений (испытание на поток) — снять все сопла с цилиндров. Топливопроводы следует при необходимости разжать, чтобы они не погнулись и не повредились в процессе. После снятия форсунок снова подсоедините каждую из них к правильной линии подачи топлива.

Поместите каждую форсунку в небольшую прозрачную чашку или банку, на которой указан соответствующий цилиндр. Попросите кого-нибудь из кабины включить главный выключатель и подкачивающий топливный насос при обогащенной смеси.Медленно переведите дроссельную заслонку с холостого хода на полный и обратно, пока кто-нибудь будет наблюдать за выходом форсунок. У каждого должен быть примерно одинаковый поток.

Затем снимите банки, не проливая топлива. Сравните уровень топлива в чашках. Частично забитая линия или форсунка должны иметь чашу с более низким уровнем топлива, чем другие. (См. Фото 06, 07 и 08 на странице 28.)

Lycoming Service Instruction 1275C дает инструкции по очистке форсунок. Сопло следует очистить ацетоном или метилэтилкетоном и продуть сжатым воздухом.В сливное отверстие нельзя использовать кирки или острые инструменты, иначе оно деформируется.

Если конкретная форсунка или линия имеет хроническую проблему засорения и быстро забивается даже после очистки, может быть лучше заменить и линию, и форсунку. Даже после того, как линия или сопло были очищены, микроскопические частицы или мусор часто остаются и смещаются при последующем использовании, снова забивая сопло.

Следует проявлять осторожность при снятии или установке топливных форсунок.Форсунка ввинчивается во впускную камеру каждого цилиндра. Камера статического давления расположена вне камеры сгорания цилиндра, во впускном коллекторе перед впускным клапаном.

Конец сопла, который ввинчивается в цилиндр, имеет трубную резьбу с мелким конусом. Впускная камера изготовлена ​​из алюминия, и приемные резьбы в ней также из алюминия. Очень легко случайно перекрутить резьбу или перетянуть насадку. В этом случае алюминиевая резьба в цилиндре легко повреждается.(См. Фото 09, стр. 28.)

Обычно форсунки должны быть затянуты вручную, а затем затянуты с максимальным усилием от 40 до 60 дюймов на фунт. Если резьба в головке блока цилиндров действительно сильно повредится, это может потребовать дорогостоящего ремонта; цилиндр может быть удален. Кроме того, чрезмерное затягивание накидной гайки на подводящем топливопроводе может легко повредить относительно мягкую латунную резьбу на сопле или повредить входное отверстие сопла.

Нижняя центральная линия — это линия подачи от сервопривода подачи топлива.
Загрязненная сетка для выпуска воздуха из сопла

Загрязненная сетка для выпуска воздуха на сопле приводит к большему, чем обычно, потоку топлива из сопла.Всасывание коллектора, которое всегда является постоянным на выпускном конце форсунки, не имеет стравливания воздуха, чтобы немного его уменьшить. Сервомеханизм подачи топлива подает такое же количество топлива, но если одна форсунка протягивает больше, чем положено, остальные форсунки работают слишком бедно.

Это может привести к резкому холостому ходу, показаниям расхода топлива ниже нормального и увеличению числа оборотов выше нормы при отсечении смеси. Для справки: нормальный рост оборотов при отсечке обычно составляет от 25 до 50 оборотов в минуту. (См. Фото 10 на странице 28.)

Отверстие в сервоприводе подачи топлива со снятой сеткой на входе.
Топливопроводы и зажимы

Топливопроводы склонны к растрескиванию при воздействии слишком сильной вибрации, поэтому их обычно зажимают в нескольких точках по своей длине, чтобы свести к минимуму любое сотрясение или изгиб.

Зажимы улавливают много тепла, а резиновая подушка в них со временем высыхает и сжимается, в результате чего топливопроводы немного трясутся внутри незакрепленных зажимов. Lycoming имеет AD, который требует повторных проверок зажимов и топливопроводов на герметичность и безопасность, а также замены дефектных зажимов.(См. Фото 11, стр. 28.)

На трубопроводах имеются накидные гайки с резьбой, которые легко снимаются при перетягивании гайки. Они должны быть затянуты вручную плюс примерно от 1/6 до 1/12 оборота (от половины до одной плоскости) при использовании гаечного ключа для затяжки. Новые заменяемые топливные магистрали представляют собой прямые блоки, которые необходимо изгибать и формировать так, чтобы они соответствовали заменяемой старой магистрали.

Центральное уплотнение сервопривода подачи топлива

Негерметичное центральное уплотнение на главном сервоприводе подачи топлива приводит к тому, что вся система работает слишком богато; да так, что двигатель тяжело заглушить регулятором смеси.

Чтобы проверить, не повреждено ли центральное уплотнение, которое позволяет топливу попадать в воздушные камеры сервопривода, отсоедините топливный шланг между сервоприводом подачи топлива и делителем потока. Легче всего добраться до делителя потока. Плотно установите пробку в линию, чтобы закрыть ее. Удалите достаточное количество впускного канала, чтобы можно было наблюдать за ударными трубками, и включите подкачивающий насос с настройками полной богатой смеси и полностью открытой дроссельной заслонкой. Если топливо выходит из ударных трубок, центральное уплотнение протекает, и сервопривод необходимо отправить в ремонт.Синие пятна топлива вокруг ударных гильз также указывают на негерметичное центральное уплотнение.

Экран впускного отверстия для топлива

Если на сервоприводе и вокруг него наблюдаются синие пятна, причиной является негерметичное уплотнение, и нет необходимости идти дальше (и тянуть сетку на впускном отверстии для топлива), потому что для ремонта потребуется снять весь сервопривод .

Однако, если сервопривод подачи топлива работает нестабильно, но очевидной утечки не наблюдается, следующим местом, которое необходимо проверить, является сетка на впуске топлива. Забитый экран приведет к тому, что система будет работать слишком бедно.

Этот экран также следует периодически снимать и очищать в рамках текущего обслуживания. Экран следует очистить растворителем, например ацетон, и продуть сжатым воздухом. (См. Фото 12 и 13 на странице 31.)

Если экран снят для устранения неустойчивой работы сервопривода подачи топлива, перед очисткой его следует постучать открытой стороной вниз на чистом полотенце, чтобы можно было проверить любые загрязнения.

Дренажный клапан нижнего коллектора впускной системы

Наконец, если предыдущие шаги не помогли определить причину неисправности, стоит проверить сливной патрубок нижнего коллектора впускной системы.Слив выполнен из латуни и имеет односторонний обратный клапан, позволяющий сливать излишки топлива и масла из впускного коллектора, не допуская попадания воздуха во впускной коллектор. Если обратный клапан неисправен, это может вызвать неустойчивую работу двигателя.

Пилоты и владельцы, использующие двигатель с впрыском топлива, возможно, уже знают о преимуществах этого типа системы, но им все же необходимо уметь идентифицировать части, то, что они делают и как они сочетаются друг с другом. Эта статья должна дать вам хорошее представление о многих частях системы впрыска топлива Lycoming.

Знайте свою FAR / AIM и проконсультируйтесь со своим механиком, прежде чем начинать какие-либо работы. Перед тем, как приступить к профилактическому обслуживанию, всегда получайте инструкции от A&P.

Жаклин Шайп выросла в доме авиации; ее отец был летным инструктором. Она соло в 16 лет и получила сертификат CFII и ATP. Шайп также учился в Технологическом институте Кентукки и получил лицензию на планер и силовую установку. Она работала механиком в авиалиниях и на различных самолетах General Aviation.Она также наработала более 5000 часов летного обучения.
Присылайте вопрос или комментарии на адрес.

Ресурсы

Lycoming Service
Инструкция № 1275C

lycoming.com/content/service-instruction-no-1275c

Основы впрыска топлива — Помощь по ремонту

ОСНОВЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

by Lance Wright За последние двадцать пять лет автомобильные топливные и выхлопные системы подвергались постоянным преобразованиям в соответствии с федеральными выбросами стандарты и корпоративные требования к средней экономии топлива.Большинство существенным изменением стало использование каталитических нейтрализаторов и топлива инъекция. Во многом это было вызвано требованиями Калифорнии в области чистоты. воздух. Представьте, что Калифорния — самый густонаселенный штат и, следовательно, крупнейший рынок автомобилей в США, наборы Калифорния повестка дня Детройта и зарубежных автопроизводителей.

Каталитический преобразователи — фантастические устройства контроля выбросов, потому что они имеют возможность превратить вредные выбросы автомобиля в углерод диоксид и водяной пар.Для эффективной работы каталитические нейтрализаторы требуется точная воздушно-топливная смесь. Соотношение четырнадцати частей воздуха на одну часть топлива, было установлено, что обеспечивает наиболее эффективный каталитический работа конвертера. Любые изменения в топливно-воздушной смеси, слишком сильные или слишком мало топлива, повлияет на работу каталитического нейтрализатора, в результате дорогостоящий ремонт авто. Из-за этого инженерам пришлось спроектировать топливную систему, которая способна поддерживать постоянный воздух / топливо соотношение во всем диапазоне работы двигателей и условиях.Компьютер впервые были использованы регулируемые карбюраторы, но их способность обеспечивать был ограничен контроль топлива для соответствия всем условиям эксплуатации автомобиля. Электронный Было установлено, что системы впрыска топлива обеспечивают более широкий диапазон регулирования подачи топлива. и дополнительное преимущество в виде лучшей экономии топлива и повышенной производительности над карбюраторными системами.

Есть два основных типа систем впрыска топлива, используемых на легковых автомобилях и легкие грузовики, распределенный впрыск топлива и впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.Поскольку они обеспечивают более низкий уровень выбросов и более эффективную работу, большинство автомобили сегодня оснащены системами многоточечного впрыска топлива.

В системах многоточечного впрыска топлива используется одна форсунка на цилиндр. В форсунки установлены во впускном коллекторе и расположены так, чтобы направлять мелкая струя топлива прямо на впускной клапан. Напряжение зажигания подается на каждую форсунку, а цепь заземления подключается к модуль управления двигателем.Требования к подаче топлива для двигателя удовлетворяются путем контроля количества времени, в течение которого инжектор включен. Управление топливными форсунками является функцией модуля управления и осуществляется водителями топливных форсунок. Драйверы топливных форсунок расположены внутри модуль управления двигателем и используются как крошечные переключатели для завершения цепь массы к форсункам. Количество доставленного топлива к двигателю определяется количеством времени, в течение которого топливная форсунка приказано.Этот период времени называется шириной импульса форсунки. и измеряется в миллисекундах. Некоторые конструкции впрыска топлива в порт будут изменяйте давление топлива вместо ширины импульса для управления подачей топлива.

Дроссельная заслонка системы впрыска тела используют инжектор или пару инжекторов, размещенных в корпусе дроссельной заслонки для подачи топлива в двигатель. Топливо распыляется попадает во впускной воздух двигателя и распределяется между отдельными цилиндры у впускного коллектора.Как и при многоточечном впрыске топлива системы форсунки работают в импульсном режиме, чтобы поддерживать надлежащий воздух / топливо. соотношение. Эта система использовалась как менее дорогая альтернатива многопортовой впрыск топлива, но был не таким эффективным. Контроль автомобильных выбросов правила, которые вступили в силу для модели 1996 года, почти отменены использование системы впрыска дроссельной заслонки на автомобилях и легких грузовиках.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *