RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Прямой впрыск топлива что это


Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Двигатели с непосредственным впрыском (также используется термин «прямой впрыск», или GDI) начали появляться на автомобилях не так давно. Однако технология набирает популярность и все чаще встречается на моторах новых автомобилей. Сегодня мы в общих чертах постараемся ответить, что такое технология непосредственного впрыска и стоит ли ее опасаться?

 

Для начала стоит отметить, что главной отличительной особенностью технологии является расположение форсунок, которые размещены непосредственно в головке блока цилиндров, соответственно, и впрыск под огромным давлением происходит напрямую в цилиндры, в отличие от давно зарекомендовавшей себя с лучшей стороны системы впрыска горючего во впускной коллектор.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

 

Прямой впрыск впервые был испытан в серийном производстве японским автопроизводителем Mitsubishi. Эксплуатация показала, что среди плюсов главными преимуществами стали экономичность – от 10% до 20%, мощность – плюс 5% и экологичность. Основной минус – форсунки крайне требовательны к качеству топлива.

Стоит также отметить, что схожая система уже долгие десятилетия успешно устанавливается на дизельные двигатели. Однако именно на бензиновых моторах применение технологии было сопряжено с рядом трудностей, которые до сих пор не были окончательно решены.

 

В видео с YouTube-канала «Savagegeese» объясняется, что такое прямой впрыск и что может пойти не так в ходе эксплуатации автомобиля с данной системой. В дополнение к главным плюсам и минусам в видеоролике также объясняются тонкости профилактического обслуживания системы.  Кроме того, в ролике затрагивается тема систем впрыска во впускные каналы, которые можно в изобилии наблюдать на более старых моторах, а также моторы, которые используют оба метода впрыска горючего. Наглядно используя диаграммы Bosch, ведущий объясняет, как все это работает.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

 

Чтоб узнать все нюансы, предлагаем посмотреть видео ниже (включение перевода субтитров поможет разобраться, если вы не очень хорошо знаете английский). Для тех, кому не слишком интересно смотреть, об основных плюсах и минусах непосредственного впрыска бензина можно прочитать ниже, после видео:

 

Итак, экологичность и экономичность – благие цели, но вот чем чревато использование современной технологии в вашем автомобиле:

 

Минусы

 

1. Очень сложная конструкция.

 

2. Отсюда вытекает вторая важная проблема. Поскольку молодая бензиновая технология подразумевает внесение серьезных изменений в конструкцию головок цилиндров двигателя, конструкцию самих форсунок и попутное изменение иных деталей мотора, к примеру ТНВД (топливный насос высокого давления), стоимость автомобилей с непосредственным впрыском топлива выше.

 

3. Производство самих частей системы питания также должно быть крайне точным. Форсунки развивают давление от 50 до 200 атмосфер.

 

Прибавьте к этому работу форсунки в непосредственной близости со сгораемым топливом и давлением внутри цилиндра и получите необходимость производства очень высокопрочных компонентов.

 

4. Поскольку сопла форсунок смотрят в камеру сгорания, все продукты сгорания бензина также осаждаются на них, постепенно забивая или выводя форсунку из строя. Это, пожалуй, самый серьезный минус использования конструкции GDI в российских реалиях.

 

5. Помимо этого необходимо очень тщательно следить за состоянием двигателя. Если в цилиндрах начинает происходить угар масла, продукты его термического распада достаточно быстро выведут из строя форсунку, засорят впускные клапаны, образовав на них несмываемый налет из отложений. Не стоит забывать, что классический впрыск с форсунками, расположенными во впускном коллекторе, хорошо очищает впускные клапаны, омывая их под давлением топливом.

 

6. Дорогой ремонт и необходимость профилактического обслуживания, которое тоже недешевое.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Помимо этого, в видео также объясняется, что при ненадлежащей эксплуатации на автомобилях с прямым впрыском могут наблюдаться загрязнение клапанов и ухудшение производительности, в особенности на турбированных двигателях.

 

Смотрите также: Подробное объяснение принципа работы двигателя с переменным сжатием Infiniti

 

Плюсы

 

1. Экологичность.

 

2. Экономичность (правда, здесь нужно сделать оговорку: реальная экономия бензина доступна в условиях, близких к идеальным) – экономия 5-10%.

 

3. Немного более высокая мощность.

 

4. GDI при непосредственном попадании топлива в цилиндр охлаждает головку поршня.

 

5. Происходит лучшее смешение топливовоздушной смеси в цилиндрах.

 

6. Меньше детонация.

 

7. Требуется гораздо меньше топлива, смесь при определенных условиях работы мотора может обедняться до 30:1

 

8. Процесс работы двигателя точнее контролируется при помощи компьютера.

 

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Таким образом, если выполнять определенные правила, предписанные автопроизводителем, а именно заправляться на проверенных заправках качественным топливом и регулярно проводить техническое обслуживание топливной системы автомобиля, то ухудшения качеств мотора, а тем более поломок оборудования можно избежать. Специалисты также советуют проводить прочистку форсунок после каждых 50-60 тыс. км.

За что любят и ненавидят непосредственный впрыск

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

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

Но всё это меркнет на фоне плюсов:

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

Как работает непосредственный впрыск и так ли он хорош: service_193 — LiveJournal


Дифирамбов прямому впрыску достаточно написано в рекламных материалах. А мы попробуем говорить относительно беспристрастно.

Что такое непосредственный впрыск

Это такое устройство топливной системы, при котором бензин впрыскивается форсункой прямо в цилиндр. Этим он отличается от впрыска "обыкновенного" - когда форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор.

Называть эту систему инновационной, пожалуй, уже поздновато - она была реализована на многих самолетах времен Великой Отечественной войны. Так, например, она была применена на истребителе Ла-5ФН.

А вот на автомобилях относительно массовой она стала уже в конце двадцатого-начале двадцать первого века, примерно с появлением электронного управления двигателем. Это в первую очередь была фирма Mitsubishi с системой, которую они назвали GDI. Потом за ними потянулись и другие японские марки - так, например, можно назвать Toyota с двигателем D-4. Потом все это как-то притихло, и вот начавшее падать знамя непосредственного впрыска подхватил концерн VAG, да так, что по этой узкой тропинке между экономией на топливе и экономией на стоимости компонентов двигателя ломанусь и многие другие автопроизводители.

Для чего все это затевалось

Как бы ни кипел и бушевал внутренний инженер внутри любого сотрудника автомобильной компании, разработка большинства тех систем, что мы видим в современных автомобилях, вызвана была отнюдь не желанием сделать самый высокотехнологичный продукт. Нет, как правило, толчком всех инноваций в системах, управляющих формированием смеси, служат экологические нормы. Широким росчерком пера регулирующие органы вводят новые нормы. После этого (а как правило, несколько раньше) автопроизводители внедряют новые системы, позволяющие этим нормам удовлетворять.

Нам сложно сейчас судить о том, какая мотивация была у фирмы Mitsubishi, но исходя из общих тенденций - как минимум, очень схожая.

Главной особенностью ("киллер-фичей", если задействовать сленг из другой профессиональной области) технологии GDI позиционировалась возможность работы на сверхбедных смесях. Здесь сразу надо сделать отступление и рассмотреть обычный режим работы двигателя.

На такте впуска поршень в цилиндре идет вниз, открывается впускной клапан, а форсунка "брызгает" топливом. Порцию топлива вместе с воздухом засасывает в цилиндр создаваемым разрежением. Попутно из-за турбулентности и тому подобных эффектов топливо перемешивается с воздухом, и продолжает это делать на такте сжатия, когда впускной клапан закрыт, а цилиндр идет вверх. Таким образом, к моменту достижения верхней мертвой точки в цилиндре оказывается сжатая равномерная смесь. Причем количество топлива, впрыснутое форсункой, рассчитывается так, чтобы его соотношение к воздуху составляло 1:14,7 (или немного беднее/богаче в зависимости от требуемого режима работы двигателя) - такая смесь называется стехиометрической, и горит лучше всего.

А идея работы на сверхбедной смеси заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр на такте сжатия, когда поршень уже почти достиг верхней мертвой точки. Благодаря специальной форме днища поршня, впрыснутая порция топлива завихряется таким образом, что по центру камеры сгорания (в районе свечи зажигания) образуется область со стехиометическим соотношением, а вокруг нее - сплошной чистый воздух. Суммарно соотношение топлива к воздуху в цилиндре составляет вплоть до 1:40, за что и получено название сверхбедной смеси. При этом режим этот применяется на малых нагрузках, когда горения этого малого заряда смеси достаточно для того, чтобы крутить двигатель.

Еще этот режим называется "послойным" (слой воздуха-слой нормальной смеси) или гетерогенным (т.к. состав смеси в цилиндре неоднородный). Вот так это выглядит на картинке:

При этом, разумеется, никто не запрещает и не мешает работать в штатном режиме - впрыскивая топливо на такте впуска (пусть и в цилиндр, а не во впуск). За время такта впуска и сжания воздух перемешается с топливом ничуть не хуже. Более того, этот режим даже необходим - в режимах средних и больших нагрузок.

Увы, засада ждала со стороны той же экологии. В режиме сверхбедной смеси в камере сгорания оказались идеальные условия для образования оксидов азота (NOx) - высокая температура и избыток воздуха. Для решения этой проблемы стали городить специальное дополнение к катализатору. В нем оксиды азота задерживались, а потом, при переходе в режим гомогенной смеси, получаемыми соединениями CH восстанавливались до безобидных соединений. Поэтому мотор с послойным смесеобразованием на холостом ходу будет периодически переходить на режим обычного смесеобразования, а потом возвращаться обратно.

Все эти механизмы решения проблемы в итоге тратили слишком много ресурсов при сомнительном результате - существенной экономии топлива послойное смесеобразование так и не дало. Настолько, что и VAG в конечном итоге отказался от режима послойного смесеобразования - хотя в его линейке и остались двигатели со словами FSI - но самого режима " Fuel Stratified Injection" (так это расшифровывается) в нем не осталось. Преемником стали системы TSI, которые хоть этого режима и не имеют, но по-прежнему впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр.

А зачем тогда непосредственный впрыск?

Хотя затея со сверхбедной смесью и провалилась, непосредственный впрыск остался. Это не случайно. Возможность впрыскивать топливо в произвольном количестве и в произвольный момент позволяет гораздо более гибко управлять составом смеси, добиваясь более высоких показателей как в части экологичности, так и в части мощности. Конечно, никакой революции эта технология не принесла, но управлять точнее стало можно.

Надо заметить, впрочем, что дальнейшая практика показала, что в некоторых режимах непосредственный впрыск приводит к повышенному количеству токсичных выбросов. Поэтому у того же концерна VAG есть системы, содержащие в себе два набора форсунок - низкого давления для впрыска в коллектор, и высокого давления - для впрыска в цилиндр.

Конструктивные отличия системы с непосредственным впрыском

Существенных отличий, если говорить о топливной системе, а не о программе в блоке управления, не так уж и много. В сущности, это просто наличие ТНВД в топливном контуре:

Помимо насоса, в системе еще присутствует датчик давления и клапан-регулятор давления топлива, управляемый электронно. Это необходимо, так как блок управления может менять давление топлива в магистрали высокого давления в зависимости от режима.

Так это ж почти дизель? Зачем тогда вот это все?

Да, по схеме топливной системы это почти дизель. Но разница в принципе воспламенения, величинах давления и других параметрах довольно велика. Поэтому все же, несмотря на все "навороты", это классический бензиновый двигатель со всеми присущими ему особенностями. А об устройстве дизеля мы поговорим в следующем выпуске.

Как работает непосредственный (прямой) впрыск топлива и чем он лучше?

Если Вы читали статью о том, как работает двигатель, то знаете, что бензиновые двигатели работают, высасывая смесь бензина и воздуха в цилиндр, сжимая его поршнем, когда тот движется вверх, и поджигая его искрой от свечи зажигания; в результате взрыва происходит сильное увеличение давления в камере сгорания, что приводит к движению поршня вниз, производя энергию - в конечном счёте вращательную.

Традиционная (непрямая) система впрыска топлива предварительно смешивает бензин и воздух в камере в непосредственной близости от цилиндра - камера эта называется впускным коллектором. В системе непосредственного впрыска, однако, воздух и бензин не смешиваются предварительно. Воздух поступает в камеру сгорания через впускной коллектор, в то время как бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр. Именно так работает непосредственный впрыск топлива и поэтому он так называется.

Топливо-воздушная смесь в камере сгорания, клапаны, форсунка прямого впрыска и свеча зажигания
Плюсы прямого впрыска топлива

В сочетании с ультраточным управлением с помощью компьютера прямой впрыск обеспечивает более точное управление дозировкой топлива (количество впрыскиваемого топлива) и воздуха. Расположение инжектора также способствует более оптимальному распылению, которое разрушает струю жидкого бензина на более мелкие капельки и превращая его, можно сказать, в пыль. В результате обеспечивается более полное сгорание бензина, что очень важно, когда для сгорания этого выделяется так мало времени на высоких оборотах. Проще говоря, при непосредственном впрыске топлива больше бензина сжигается, что приводит к большей мощности и уменьшению загрязнения в расчёте на каждую каплю бензина.

Минусы непосредственного впрыска топлива

Основными недостатками двигателей с прямым впрыском бензина являются сложность этой системы и, как следствие, её конечная стоимость. Системы прямого впрыска дороже производить, потому что их компоненты должны быть более прочными и точными - они обращаются с топливом при значительно более высоких давлениях, чем косвенные системы впрыска, и, кроме того, сами форсунки должны быть в состоянии выдержать высокую температуру сгорания и разрушительное давление в цилиндре.

Насколько лучше прямой впрыск, чем непрямой?

Для примера, General Motors для автомобилей Cadillac CTS производит два аналогичных двигателя с прямым и косвенным впрыскиванием - 3,6-литровый двигатель V6. Двигатель с непрямым впрыском производит 263 лошадиных силы, в то время как версия с непосредственным впрыском топлива развивает 304 лошадиные силы. Несмотря на увеличенную мощность, двигатель с непосредственным впрыском в то же время более экономичен - 18 миль на галлон против 17 миль на галлон бензина в условиях города и равный расход в условиях трассы. Ещё одно преимущество двигателей с непосредственным впрыском топлива - это то, что в силу особенности своей технологии они менее требовательны к октановому числу бензина.

Технология прямого впрыска далеко не новая - она известна ещё примерно с середины 20-го века. Однако, тогда всего несколько автопроизводителей приняли её для массового производства автомобилей. Тогда, из-за дороговизны производства и отсутствия должного ассистирования компьютера, механический карбюратор был доминирующим в системах подачи топлива - вплоть до 1980-х годов. Тем не менее, давние и непрекращающиеся циклические события, такие как резкий рост цен на топливо и ужесточения в законодательстве по экономии топлива и экологичности выбросов, привели многих автопроизводителей к началу разработки системы прямого впрыска топлива. Вы, скорее всего, будете видеть больше и больше автомобилей, использующих непосредственный впрыск топлива, в ближайшем будущем.

Более того, практически все дизельные двигатели используют прямой впрыск топлива. Впрочем, дизели используют немного другой процесс сжигания топлива: бензиновые двигатели сжимают смесь бензина и воздуха и поджигают его искрой, в то время как дизели сжимают воздух, и только затем распыляют топливо в камеру сгорания, которое воспламеняется от температуры сжатого воздуха и его давления.

Прямой впрыск топлива — Журнал «4х4 Club»

Для дизельных двигателей уже давно любой впрыск – непосредственный, в то время как для бензиновых моторов на сегодняшний день это последнее слово техники...


Еще на заре двигателестроения, сто лет назад, пути бензиновых и дизельных моторов разошлись. И тому были весомые причины в виде различия теории двух типов, а также совершенно разной организации горения смесей в цилиндре. Точнее, способа поджигания того, что должно было сгореть и выдать тепло для работы. Пройдя долгие пути совершенствования, моторы с зажиганием от свечи и двигатели, в которых смесь вспыхивает от сжатия, перепробовали в качестве топлив буквально все, что только может гореть, от керосина и тяжелых фракций нефти до природного газа, спирта и растительного масла. Системы питания этих моторов тоже были весьма разнообразны – от распылителей наподобие садовой лейки до впрыскивания топлива и в коллектор, и прямо в камеру сгорания. В итоге последние и победили всех остальных.

КОМПОНЕНТЫ.
Три главные части систем непосредственного впрыска – насос высокого давления, общая рампа с форсунками и электронный блок управления впрыском. За кажущейся простотой многочисленные технические ноу-хау, но рядовому сервисмену и common rail, и бензиновые аналоги обслуживать легко


СЖЕЧЬ БЕЗ ОСТАТКА
Но просто доставить заряд топлива в цилиндр оказалось недостаточно. Для того чтобы сделать моторы более экономичными и снизить выбросы вредных веществ в выхлопных газах, инженерам пришлось научиться управлять еще и скоростью горения смеси, а также точно позиционировать зону начала горения, направление продвижения пламени при рабочем ходе и его температуру. Помимо оптимизации формы самой камеры сгорания, единственным способом столь точной «стрельбы» топливом по рабочему объему стало повышение давления впрыска, вследствие чего появились системы типа сommon rail. Это название мы привыкли употреблять для дизельных систем. Бензиновые аналоги именуются «прямой впрыск», и у каждого производителя называются по-своему (GD-I – у Mitsubishi, FSI – у группы Volkswagen-Audi и т. д.).

ОБЩАЯ РАМПА
Отличие аппаратуры common rail от обычных систем впрыска прежде всего в очень большом (от 200 до 2000 бар) рабочем давлении. Топливо под большим давлением аккумулируется в довольно толстой общей емкости вблизи форсунок – топливной рампе. Потому такой впрыск еще называют аккумуляторным. Большой объем рампы снижает пульсацию давления от работы форсунок, что особенно актуально для дизелей. Форсунки открываются электроимпульсом и могут быть как обычными электромагнитными, так и пьезоэлектрическими. Высокое давление нагнетает механический топливный насос.

Для чего оно нужно? Исключительно для того, чтобы за очень короткий промежуток (миллисекунды) можно было впрыснуть заряд смеси, а за весь рабочий ход одного цилиндра успеть сделать несколько таких «инъекций».



ХОЛОДНЫЙ ПУСК.
Чтобы дизель пускался в любой мороз, прямо в камере сгорания торчит раскаленный носик электрической свечи накаливания. После запуска свеча отключается


В дизельных моторах подобный цикл работы, помимо более полного сгорания, позволяет избавиться от характерного «металлического» стука. Именно поэтому современные директ-дизели так тихи и почти не дают вибраций. Кроме того, точное позиционирование огненного факела позволяет даже устроить вспышку в центре камеры, оставив воздушную прослойку у стенок. Это снижает теплонагруженность дизеля и повышает его КПД (больше тепла используется на работу, меньше без дела отдается в атмосферу). И, наконец, управляемое сгорание смеси снижает вредные выбросы.

В бензиновых моторах прямой впрыск тоже позволяет точно регулировать процессы работы и, кроме того, дает возможность получить послойное горение (именно так переводится «фольксвагеновское» Fuel Stratified Injection). Зачем это нужно? Для той же экономии топлива. Дело в том, что, как известно, для бензинового двигателя есть оптимальное соотношение бензина к воздуху, называемое стехиометрическим (примерно 1:17). Но на некоторых режимах мотор может отлично работать и при соотношении 1:40. Только такую бедную смесь уже не поджечь свечой. Послойный впрыск позволяет получить в камере сгорания слои смеси с разным соотношением в разных местах – богатым в небольшом объеме возле свечи и сверхбедным во всем остальном объеме. За счет этого помимо экономии топлива и выдающейся экологичности наблюдается снижение шумности и тепловых потерь.



СОВЕРШЕНСТВО.
Вот она, мечта двигателиста, – огненный вихрь в камере сгорания, равномерно охватывающий весь объем, не касающийся стенок и не оставляющий недогоревшей смеси.  На сегодняшний день это лучший способ превратить химическую энергию топлива в механическую работу внутри теплового мотора



КОШМАРЫ ПРЯМОГО ВПРЫСКА

Как ни странно, компоненты common rail оказались даже дешевле, чем аналогичная дизельная аппаратура. Ничего удивительного в этом нет – вместо громоздкого и технически крайне сложного ТНВД обычного дизеля здесь лишь один насос. А все функции управления мотором, ранее возложенные на ТНВД, теперь отданы электронике, которая заведомо дешевеет с каждой минутой. К тому же, перепрограммировав, эти системы гораздо легче приспособить к изменению характеристик,. Бензиновые аналоги тоже не далеко ушли по хлопотности изготовления от обычного впрыска, хотя и имеют более точные детали.

Но нам с вами, разумеется, всегда хочется узнать и об обратной стороне любого новаторства. Неужели все так безоблачно у систем аккумуляторного впрыска? Чем common rail и его бензиновые аналоги могут расстроить владельца?

Если мы будем говорить о дизельных моторах, то одно обстоятельство, безусловно, есть. И связано оно напрямую с организацией процесса горения, вернее, со снижением теплопотерь. Помните про более высокий КПД? Та энергия, что раньше шла на разогрев мотора (и через систему охлаждения-отопления к нам с вами), теперь совершает полезную работу. В северных странах этот факт означает, что водителю и пассажирам достанется меньше тепла, особенно на холостых, когда любой дизель и так почти не «греет». Правда, тут хороший рецепт – автономный подогреватель, коими и оснащают многие автомобили с common rail прямо на заводе. Для дизелей с большим объемом и автомобилей класса выше среднего этот «довесок» почти незаметен ни в цене, ни по расходу топлива. Обладателям же авто поменьше здесь придется смириться с тем, что технологичность их двигателя явно превышает таковую у остальных систем автомобиля.

Для бензиновых моторов подобной проблемы нет, и все остальные тревоги владельцев прямого впрыска нужно рассматривать через призму аккуратного отношения к таким моментам, как качественное топливо, регулярное ТО и разумная эксплуатация.

В НОГУ СО ВРЕМЕНЕМ
Да, бензин плохого качества современные системы высокого давления переваривают с трудом. Правда, скорее всего больше пострадают не они сами, а топливные фильтры и катализаторы. Хватанув один раз паленого топлива на плохой заправке и увидев желтую лампочку «Джеки Чан», просто игнорируйте эту колонку в дальнейшем и при случае нанесите визит сервисменам. Фатальный исход при таком одноразовом событии очень маловероятен.

Хуже обстоит дело с директ-дизелями, чья топливная аппаратура совершенно не переваривает ни серу в дизтопливе, ни парафины в холодное время. Но от этого же топливного «мусора» аналогично страдают и обычные дизели, вернее, их чувствительные ТНВД. Да и топлива некачественного с каждым днем у нас все меньше. Во всяком случае, на шоссе, по которому передвигаются фуры, риск заправиться плохим дизтопливом минимален. Ведь на большинстве современных тягачей тоже дизели с common rail. Речь скорее о том, на какой из сетей солярка чуть чище и где зимой сильнее разбавляют зимний дизель летним.

Да, гонять современный мотор «в хвост и в гриву», кормя его чем попало, увы, не получится. И это мне представляется вполне адекватной платой за его показатели и за хотя бы умозрительную заботу о чистоте окружающего воздуха.


ТЕСНО. Четыре клапана, форсунка впрыска и свеча зажигания помещаются над поршнем с трудом. Миниатюрные свечи – следствие технической эволюции


Из моего почти десятилетнего опыта дальних путешествий на различных автомобилях, большая часть которых была оборудована системами впрыска высокого давления, ни разу не возникло фатальных проблем с мотором из-за топлива. Да, Check Engine вспыхивал пару-тройку раз. Однажды даже дизельный BMW 530 дал черного «медведя» после заправки под Смоленском, но не более того. Особо беспокоящимся дизелистам просто посоветую приобрести антигелевые и цетаноповышающие присадки и не пользоваться подозрительными бензоколонками, которые объезжают стороной дальнобойщики.

ТАМОЖНЯ ДАЕТ ДОБРО

Иностранные производители, хотя и отчаянно сопротивлялись первое время поставкам в Россию машин с прямым впрыском и сommon rail, тем не менее мало-помалу дали зеленый свет самым современным моторам. Как же иначе, если других двигателей с каждым днем все меньше?

Моторы с прямым впрыском высокого давления сегодня уже не редкость. Для инженеров-мотористов это даже не сегодняшний, а почти вчерашний этап двигателестроения. И хотим мы этого или нет, директ-моторы постепенно вытеснят все остальные типы. Примерно так, как когда-то на смену керосиновым, паровым, газогенераторным автомобилям и конным повозкам пришел бензиново-дизельный транспорт. Но и эти продвинутые моторы не панацея. На смену им уже спешат еще более требовательные к вниманию гибриды, электромобили, даже водородные машины дня завтрашнего. Но это уже тема другой статьи.

Системы впрыска топлива бензиновых двигателей: виды и принцип работы

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных видов систем впрыска топлива, которые отличаются способом образования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Схема работы системы моновпрыска

Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов:

Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме:

Распределенный впрыск (MPI)

Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Схема работы системы с распределенным впрыском

Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic,  L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение.

Принцип действия распределенного впрыска:

Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независи

Direct Injection Guide - Основы двигателей с прямым впрыском

Бензиновые двигатели с прямым впрыском (DI) десятилетиями скрывались в тени разработки двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, но теперь они становятся мейнстримом. Все это хорошо, поскольку двигатели DI можно настраивать на неуправляемый уровень мощности, при этом демонстрируя приятные уличные манеры и хороший пробег. Но как это работает и почему это хорошо? Эта история призвана ответить на эти вопросы.

DI? Основным аспектом, определяющим двигатель DI, является подача топлива непосредственно в камеру сгорания.В настоящее время в большинстве промышленных газовых двигателей используется впрыск топлива в порт, когда топливо подается во впускные отверстия перед впускным клапаном. Портовый впрыск топлива и DI реализованы с помощью электронных топливных форсунок и компьютера двигателя, сообщающего форсункам, когда открывать и закрывать, чтобы позволить топливу под давлением пройти в двигатель. Но впрыск топлива через порт менее точен, поскольку он просто распыляет топливо во впускной канал, который затем смешивается с воздухом в канале и устремляется в камеру сгорания, когда впускной клапан открывается.Применение топлива DI - это большой шаг вперед. Это позволяет точно определить момент, когда топливо попадает в камеру сгорания, и открывает множество возможностей для настройщиков двигателей, чтобы увеличить мощность, снизить выбросы и увеличить срок службы двигателей - и все это одновременно.

Посмотреть все 9 фотографий

Время - это все Регулируемость при добавлении топлива в цилиндр - это святой Грааль производства энергии. Разработчики ранних карбюраторных двигателей с распределительным зажиганием и двигателей с впрыском топлива и распределителя имели только одну настраиваемую переменную, которую можно было динамически регулировать в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки: угол опережения зажигания (с противовесами на распределителе и вакуумной линией от впускного коллектора, соответственно. ).Более поздние двигатели с впрыском топлива были разработаны с распределительными валами, которые могли быть смещены по фазе (вперед или назад) на 20 или около того градусов в зависимости от частоты вращения и нагрузки. Теперь DI позволяет добавить время подачи топлива к фазе кулачка и времени зажигания в качестве еще одного инструмента динамической настройки. Применение топлива DI определяется двумя категориями: скорость подачи топлива и время подачи топлива.

Норма подачи топлива Норма подачи топлива регулируется посредством давления в общей топливной магистрали, к которой подключены топливные форсунки, количества раз, когда форсунка открывается, чтобы топливо могло пройти через нее (во время цикла впуска) , и продолжительность этих открытий.Топливные системы DI имеют существенную конструкцию, поскольку они обычно генерируют и удерживают топливо под давлением 2200 фунтов на квадратный дюйм или более (трубка распределителя топлива DI часто имеет толщину стенки около 1/8 дюйма, чтобы выдерживать такие экстремальные давления), а не 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм обычного впрыска. Эти чрезвычайно высокие давления позволяют инжектору пропускать достаточно топлива для достижения стехиометрического сгорания (желаемое соотношение топлива и воздуха 14: 1) при чуть меньшем, чем половине числа градусов вращения кривошипа по сравнению с двигателем с распределенным впрыском топлива.

Вот объяснение этого утверждения: форсунки на двигателе с распределенным впрыском топлива могут пропускать топливо почти на все 720 градусов поворота кривошипа (на более низких оборотах они иногда закрываются, но на более высоких оборотах они могут быть открыты столько, сколько 720 градусов). Это допустимо, поскольку топливно-воздушная смесь, заполняющая впускные каналы, попадает в камеры сгорания только при открытом впускном клапане.

Посмотреть все 9 фото

Камеры сгорания на впрыске топлива через порт ...

На двигателе с прямым впрыском топлива форсунка обычно подает топливо в камеру сгорания после закрытия выпускного клапана (чтобы топливо не просто разбрызгивалось через выпускной канал ) и до того, как свеча зажигания загорится - обычно поворот кривошипа составляет около 310 градусов.Наличие менее половины вращения кривошипа для получения всего топлива в камере означает, что давление, толкающее топливо, должно быть намного выше, таким образом, 2200 фунтов на квадратный дюйм. Топливные форсунки на двигателе с прямым впуском часто открываются и закрываются более одного раза во время такта впуска, чтобы обеспечить достаточное количество топлива для сгорания при подаче его в идеальное время.

Выбор времени подачи топлива Вероятно, наиболее интересной особенностью современной системы DI является возможность отсчитывать время (в градусах вращения кривошипа), когда подача топлива производится в камере сгорания.В программе серийных автомобилей это небесная мечта для калибраторов двигателей, поскольку они сталкиваются с очень сложными, но специализированными ситуациями, такими как необходимость прогреть каталитический нейтрализатор до температуры в первые несколько секунд запуска, чтобы свести к минимуму выбросы. Эта важная ситуация умело обрабатывается калибратором двигателя, который программирует выпускной клапан, чтобы он оставался открытым дольше обычного (увеличивая перекрытие клапанов), замедляя зажигание и используя обедненное топливо, чтобы зажечь большую часть сгорания в выхлопной трубе. .

Посмотреть все 9 фотографий

Еще более круто то, что в момент, предшествующий этому моменту - при запуске двигателя - калибратор двигателя может настроить подачу топлива на полную обогащенную (подача топлива с более длительным сроком действия) с немного меньшей задержкой ГРМ и очень небольшое перекрытие клапанов. Это распыляет топливо, когда поршень приближается к отверстию, отскакивая топливо от поршня (вот почему поршень имеет эту странную чашу сверху) и напрямую ударяет по электроду свечи зажигания. Понимаете, что мы имеем в виду? Количество комбинаций безумно, но возможность дать двигателю именно то, что он хочет / нужно для максимизации эффективности и выработки мощности при любой комбинации оборотов и нагрузки, - все это есть с DI.

Минусы Пока что, наверное, все звучит хорошо, и вам интересно, почему DI не появлялся на улицах в течение десятилетий. Ответ прост: технология не была готова к использованию в прайм-тайм. Аппаратное обеспечение для DI, такое как форсунки, топливные насосы и т. Д., Похоже на то, что использовалось в дизельных двигателях много лет назад, но управляющие компьютеры и программное обеспечение двигателя, используемые для управления всеми этими переменными, не подходили для производства. автомобильные приложения (которые, по сути, представляют собой космические шаттлы, построенные для управления Трех марионеток).Эти компоненты были удовлетворены несколько лет назад, поэтому сегодня вы видите все больше и больше двигателей DI. Но будьте осторожны. Огромные возможности DI сочетаются с поразительной сложностью. Сегменты вторичного рынка и энтузиастов, несомненно, поймут это, но отрасль следует сравнить с тем, что было в 1985 году в отношении впрыска топлива через порт - без дополнительных форсунок, насосов, элементов управления, опыта и так далее. Но обратите внимание на наши слова: это изменится, когда несколько ключевых игроков ощутят потенциал власти.

Различия между прямым впрыском бензина и традиционным впрыском топлива
DI Порт впрыска топлива
Где применяется топливо Камера сгорания Впускной канал
Давление в топливной рампе 2200 фунтов на кв. Дюйм Приблизительно 60 фунтов на кв. Дюйм
Подача топлива (градусы поворота) Приблизительно 310 градусов до 720 градусов
Зажигание Свеча зажигания на базе Свеча зажигания на базе
Степень сжатия Выше примерно на 10 процентов Ограничено заявкой на топливо
Фазирование кулачка Обязательно Рекомендуется
Температура воздуха / топлива на впуске Нижний от испаряющегося топлива Ограничено заявкой на топливо

DI любит Boost Приложения DI, которые обладают наибольшим потенциалом с точки зрения энтузиастов, - это турбонаддув и наддув.Точная настройка подачи топлива и времени действительно позволяет калибратору проявить творческий подход. Одним из примеров потенциала мощности является ускорение от низких до высоких оборотов при высокой нагрузке. С двигателем DI общий способ увеличения мощности аналогичен тому, что делают гонщики с турбонаддувом на стартовой линии, чтобы их турбины вращались быстро и делали ускорение.

При ускорении калибровка двигателя DI настроена на добавление перекрытия выпускных / впускных клапанов. Это позволяет небольшому количеству наддува на впуске проходить непосредственно через камеру сгорания и раскручивать турбонагнетатель.Кроме того, подача топлива и синхронизация задерживаются для минимизации выхода топлива или продуктов сгорания из выхлопной трубы (но при этом сохраняется стехиометрическое соотношение воздух / топливо). Это похоже на то, как запускается драг-кар с большим турбонаддувом и электронным впрыском топлива. Калибровка двигателя выполняется по двухэтапной программе, чтобы ограничить искру несколькими цилиндрами при каждом обороте, а зажигание задерживается на максимальную величину. Это приводит к взрывному горению в выхлопной трубе и помогает быстро запустить турбонагнетатель на максимальной скорости.Оба метода включают турбонаддув, но ситуация с дрэг-рейсингом чертовски жестокая (они лопаются и стучат очень громко), в то время как ситуация с DI тихо обеспечивает крутящий момент, который заставляет вас откинуться назад на сиденье - от двигателя объемом около 2 литров.

Наверное, самым крутым аспектом системы DI является то, что это всего лишь один пример - ее можно настроить на любую тысячу ситуаций, чтобы максимизировать выходную мощность. И по этим причинам DI станет следующим большим достижением в мире перформанса.

Отечественные автомобили с двигателями DI '09 - '10 Buick LaCrosse и Enclave'10 Cadillac STS и CTS'10 Chevrolet Camaro V-6'10 Chevrolet HHR SS'10 Chevrolet Traverse'10 GMC Acadia'07 до '10 Pontiac Solstice GXP'07 - '10 Saturn Sky Red Line

LNF Установка сценического комплекта В GM Performance Parts (номер по каталогу 19212670) доступен сценический комплект для Chevrolet HHR SS, Cobalt SS, Solstice GXP и Sky Red Line ( все они приводятся в действие впечатляющим двигателем 2,0 л с турбонаддувом (стандартный производственный заказ LNF, поэтому энтузиасты называют его двигателем LNF), который обеспечивает действительно удивительное увеличение мощности.Комплект фиксирует калибровку для использования топлива премиум-класса и в определенных ситуациях дает немного более высокий наддув. Комплект состоит только из двух датчиков давления воздуха в коллекторе (и новых соединителей для пигтейлов) и новой калибровки, рассчитанной на мощность более 85 фунт-футов и 20 л.с.

Посмотреть все 9 фото

.

КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОННЫЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА

Электронный впрыск топлива (EFI) пришел на смену карбюраторам еще в середине 1980-х годов как предпочтительный метод подачи воздуха и топлива в двигатели. Основное различие заключается в том, что карбюратор использует вакуум на впуске и перепад давления в трубке Вентури (узкая часть горловины карбюратора) для перекачки топлива из топливного бака карбюратора в двигатель, тогда как впрыск топлива использует давление для распыления топлива непосредственно в двигатель.

В карбюраторе воздух и топливо смешиваются вместе, поскольку воздух протягивается двигателем через карбюратор.Затем воздушно-топливная смесь проходит через впускной коллектор к цилиндрам. Одним из недостатков этого подхода является то, что впускной коллектор является влажным (содержит капли жидкого топлива), поэтому топливо может образовывать лужу в зоне нагнетания коллектора при первом запуске холодного двигателя. Изгибы и повороты впускных направляющих также могут вызвать разделение смеси воздуха и топлива, как если бы она текла в цилиндры, что приводит к неравномерному распределению топливной смеси между цилиндрами. Центральные цилиндры обычно работают немного богаче, чем концевые цилиндры, что затрудняет настройку для максимальной экономии топлива, производительности и выбросов с карбюратором.

ВПРЫСК ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ

При системе впрыска в корпус дроссельной заслонки (TBI) одна или две форсунки, установленные в корпусе дроссельной заслонки, распыляют топливо во впускной коллектор. Давление топлива создается электрическим топливным насосом (обычно установленным в топливном баке или рядом с ним), а давление регулируется регулятором, установленным на корпусе дроссельной заслонки. Топливо впрыскивается в двигатель, когда компьютер двигателя подает питание на форсунку (форсунки), что происходит скорее в виде быстрой серии коротких всплесков, чем непрерывного потока.Это вызывает жужжание форсунок при работающем двигателе.

Из-за этой настройки те же проблемы с распределением топлива, которые влияют на карбюраторы, также влияют на системы TBI. Однако системы TBI имеют лучшие характеристики холодного пуска, чем карбюратор, поскольку они обеспечивают лучшее распыление и не имеют проблемного механизма дросселирования. Система TBI также упрощает регулирование топливной смеси электронной системе управления двигателем, чем карбюратор с электронной обратной связью.Системы впрыска дроссельной заслонки использовались недолго в течение 1980-х годов, когда производители автомобилей в США перешли с карбюраторов на впрыск топлива, чтобы соответствовать требованиям по выбросам. К концу 1980-х годов большинство систем TBI были заменены системами впрыска топлива с многоточечным впрыском (MPI).

ВПРЫСК МНОГОПОРТНОГО ТОПЛИВА

В системах многопортового впрыска для каждого цилиндра предусмотрена отдельная топливная форсунка. Преимущество этого подхода заключается в том, что топливо впрыскивается непосредственно во впускной канал головки блока цилиндров.Поскольку через впускной коллектор проходит только воздух, впускной коллектор остается сухим, и не возникает проблем с лужами топлива при холодном двигателе или разделением топлива, вызывающим неравномерность топливных смесей в центральном и крайнем цилиндрах. Это позволяет более равномерно распределить топливную смесь во всех цилиндрах для лучшей экономии топлива, выбросов и производительности.

Некоторые ранние серийные системы многоточечного впрыска топлива были чисто механическими и датировались 1950-ми годами (например, Corvette 1957 года с системой впрыска топлива Rochester, а также системы Bosch D-Jetronic и K-Jetronic с их механическими распределителями топлива и инжекторами).Более поздние системы впрыска топлива, такие как системы Bosch L-Jetronic конца 1970-х годов, заменили механические форсунки электронными. Сегодня все производственные системы EFI полностью электронные с компьютерным управлением и электронными инжекторами.

Большинство систем EFI, которые предлагались в конце 1980-х и начале 1990-х годов, запускают все форсунки одновременно, обычно один раз за каждый оборот коленчатого вала. Более сложные системы последовательного впрыска топлива (SFI), появившиеся позже, запускают каждую форсунку отдельно, как правило, при открытии впускного клапана.Это позволяет более точно регулировать расход топлива, улучшая экономию топлива, производительность и уровень выбросов.

ВПРЫСК ПРЯМОГО ТОПЛИВА БЕНЗИНА

В 2000-х годах некоторые производители автомобилей начали предлагать новый тип системы впрыска топлива под названием Gasoline Direct Injection (GDI). При такой настройке для каждого цилиндра по-прежнему используется отдельный инжектор, но инжекторы перемещаются на двигателе для впрыскивания топлива непосредственно в камеру сгорания, а не во впускной канал. Это похоже на дизельный двигатель, который распыляет топливо прямо в цилиндр.Преимущество этого подхода - значительное улучшение (на 15–25 процентов!) Экономии топлива и мощности. Однако для этого требуются специальные топливные форсунки высокого давления и гораздо более высокое рабочее давление. Некоторые современные примеры прямого впрыска топлива включают двигатели VW TDI, двигатели Mazda с прямым впрыском, двигатели General Motors EcoTech и двигатели Ford EcoBoost.


ТОПЛИВНЫЙ ИНЖЕКТОР ИМПУЛЬС

Относительное богатство или обедненность топливной смеси в двигателе с впрыском топлива определяется изменением длительности импульсов форсунки (называемой шириной импульса).Чем длиннее ширина импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче смесь.

Время и продолжительность работы форсунки контролируются компьютером двигателя. Компьютер использует данные различных датчиков двигателя для регулирования расхода топлива и изменения соотношения воздух / топливо в ответ на изменение условий эксплуатации. Первичным датчиком контроля топливной смеси является кислородный датчик. Датчик O2 генерирует сигнал RICH или LEAN, который компьютер двигателя использует для регулировки топливной смеси.Для получения дополнительной информации об управлении подачей топлива с обратной связью и корректировках корректировки расхода топлива см. Что такое корректировка расхода топлива?

Компьютер откалиброван с помощью программы подачи топлива, которую лучше всего описать как трехмерную карту. Программа указывает компьютеру, как долго форсунка будет пульсировать при изменении частоты вращения двигателя и нагрузки. Во время запуска, прогрева, разгона и увеличения нагрузки двигателя карта обычно требует более богатой топливной смеси. Когда двигатель движется при небольшой нагрузке, карта позволяет использовать более бедную топливную смесь, чтобы улучшить экономию топлива.А когда автомобиль замедляется и двигатель не нагружен, карта может позволить компьютеру на мгновение полностью выключить форсунки.

Программирование, управляющее системой EFI, содержится на микросхеме PROM (Program Read Only Memory) внутри компьютера двигателя. Замена микросхемы PROM может изменить калибровку системы EFI. Иногда это необходимо для обновления заводского программирования или для устранения проблемы с управляемостью или выбросами. Микросхему ППЗУ на некоторых автомобилях также можно заменить на микросхемы для повышения производительности двигателя.

На многих автомобилях 1996 года и новее программирование осуществляется на микросхеме EEPROM (электронно удаляемое запоминающее устройство для чтения программ) в компьютере. Это позволяет обновлять или изменять программу путем перепрошивки компьютера. Новое программирование загружается в компьютер через диагностический разъем OBD II с помощью диагностического прибора или инструмента перепрограммирования J2534.

ВХОДЫ ДАТЧИКА ТОПЛИВНОГО ВПРЫСКА

Электронный впрыск топлива требует ввода сигналов от различных датчиков двигателя, чтобы компьютер мог определять частоту вращения двигателя, нагрузку и рабочие условия.Это позволяет компьютеру регулировать топливную смесь по мере необходимости для оптимальной работы двигателя.

Существует два основных типа систем EFI: системы скорости-плотности и системы массового расхода воздуха. Системы плотности скорости, такие как те, что используются во многих двигателях Chrysler и некоторых двигателях GM, на самом деле не измеряют поток воздуха в двигатель, а оценивают поток воздуха на основе входных сигналов от датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика абсолютного давления в коллекторе (MAP) и оборотов двигателя. Преимущество этого подхода заключается в том, что для двигателя не требуется дорогостоящий датчик расхода воздуха, и на смесь воздуха и топлива меньше влияют небольшие утечки воздуха во впускном коллекторе, вакуумной системе или корпусе дроссельной заслонки.


Датчик массового расхода воздуха Ford также включает внутри датчик температуры воздуха на впуске (IAT).

В системах массового расхода воздуха некоторые типы датчиков воздушного потока используются для непосредственного измерения расхода воздуха, поступающего в двигатель. Это может быть датчик воздушного потока с механической заслонкой, датчик воздушного потока с нагревательной проволокой или вихревой датчик воздушного потока. Компьютер также использует входные данные от всех других своих датчиков, но полагается в основном на датчик воздушного потока для управления топливными форсунками.

Система EFI обычно работает без сигнала от датчика MAP, но она будет работать плохо, потому что компьютер должен полагаться на входы других датчиков для оценки воздушного потока.Распространенная проблема с датчиками массового расхода воздуха скопление грязи или лака на нагретом проводе внутри датчика. Очистка провода массового расхода воздуха внутри датчика с помощью очистителя для электроники часто восстанавливает нормальную работу и устраняет бедную смесь, вызванную загрязнением датчика воздушного потока.

В обоих типах систем (скорость-плотность и массовый расход воздуха) вход от подогреваемого кислородного датчика (HO2) также является ключевым для поддержания оптимального соотношения воздух / топливо. Датчик кислорода (или датчик воздуха / топлива на многих новых автомобилях) установлен в выпускном коллекторе и контролирует уровень несгоревшего кислорода в выхлопных газах как индикатор относительного богатства или бедности топливной смеси.На двигателях V6 и V8 будет отдельный датчик кислорода для каждого ряда цилиндров, а на некоторых рядных шестицилиндровых двигателях (например, BMW) могут быть отдельные датчики кислорода для первых трех цилиндров и последних трех цилиндров. Сигнал обратной связи от кислородного датчика или датчика воздуха / топлива используется компьютером двигателя для постоянной точной настройки топливной смеси для достижения оптимальной экономии топлива и выбросов.

Когда датчик кислорода сообщает компьютеру, что двигатель работает на обедненной смеси (более высокий уровень несгоревшего кислорода в выхлопных газах), компьютер компенсирует это за счет обогащения топливной смеси (увеличения ширины импульса форсунок).Если двигатель работает на богатой смеси (меньше кислорода в выхлопе), компьютер сокращает ширину импульса форсунок для обеднения топливной смеси.

Ввод положения дроссельной заслонки обеспечивается датчиком положения дроссельной заслонки (TPS). Он расположен сбоку на корпусе дроссельной заслонки и использует переменный резистор, который изменяет сопротивление при открытии и закрытии дроссельной заслонки.

Нагрузка двигателя измеряется датчиком абсолютного давления в коллекторе (MAP). Он может быть установлен на впускном коллекторе или прикреплен к впускному коллектору с помощью вакуумного шланга.

Также необходимо контролировать температуру воздуха, поступающего в двигатель, чтобы компенсировать возникающие изменения плотности воздуха (более холодный воздух более плотный, чем горячий). Это контролируется датчиком температуры впускного воздуха (IAT) или температуры воздуха в коллекторе (MAT), который может быть встроен в датчик воздушного потока или установлен отдельно на впускном коллекторе.

Температура охлаждающей жидкости контролируется датчиком температуры охлаждающей жидкости (CTS). Это сообщает компьютеру, когда двигатель холодный и когда он имеет нормальную рабочую температуру.Компьютер должен знать температуру, потому что холодный двигатель требует более богатой топливной смеси при первом запуске. Когда охлаждающая жидкость достигает определенной температуры, двигатель переходит в режим замкнутого цикла, что означает, что он начинает использовать входные сигналы от кислородных датчиков для точной настройки топливной смеси. Когда он работает в разомкнутом контуре (в холодном состоянии или при отсутствии сигнала от датчика охлаждающей жидкости), топливная смесь фиксирована и не изменяется.

Неправильные входные сигналы от любого из датчиков двигателя могут вызвать проблемы с управляемостью, выбросами или производительностью.Многие проблемы с датчиками приводят к установке диагностического кода неисправности (DTC) и включению контрольной лампы двигателя. Считывание кода (ов) с помощью диагностического прибора поможет вам диагностировать проблему.


Корпус дроссельной заслонки EFI.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ХОЛОСТОГО ХОДА ТОПЛИВА ВПРЫСКА

Обороты холостого хода двигателей с впрыском топлива контролируются компьютером через перепускной контур холостого хода на корпусе дроссельной заслонки. Небольшой электродвигатель или соленоид используется для открытия и закрытия байпасного отверстия. Чем больше отверстие, тем больший объем воздуха может пройти в обход дроссельных заслонок и тем выше скорость холостого хода.

На новых автомобилях с электронным управлением дроссельной заслонкой компьютер также управляет открытием дроссельной заслонки, когда водитель нажимает на педаль газа. Датчики положения в педали газа сигнализируют компьютеру, насколько далеко открыть дроссельную заслонку.

Проблемы на холостом ходу в системах EFI могут быть вызваны отложениями лака и грязи в цепи управления холостым ходом корпуса дроссельной заслонки. Очистка корпуса дроссельной заслонки с помощью Очиститель корпуса дроссельной заслонки часто может решить проблемы на холостом ходу (следуйте инструкциям на изделии).Проблемы на холостом ходу также могут быть вызваны утечками воздуха между датчик расхода воздуха и дроссельная заслонка, корпус дроссельной заслонки и впускной коллектор, а также впускной коллектор и головка (и) цилиндров, или в системах PCV или EGR, или в вакуумных шлангах.


В большинстве систем EFI напряжение подается непосредственно на форсунки, и PCM подает питание на форсунку, заземляя цепь.

ИНЖЕКТОРЫ

Топливная форсунка - это не что иное, как подпружиненный электромагнитный игольчатый клапан.При подаче питания от компьютера соленоид открывает клапан. Это позволяет топливу распыляться из сопла в двигатель. Когда компьютер отключает цепь питания форсунки, клапан внутри форсунки закрывается, и подача топлива прекращается.

Общее количество поданного топлива регулируется путем очень быстрого включения и выключения напряжения форсунки. Чем больше длительность импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче топливная смесь. Уменьшение длительности импульса сигнала форсунки приводит к уменьшению количества подаваемого топлива и вымыванию смеси.

Грязные топливные форсунки - частая проблема. Накопление отложений топливного лака внутри наконечника форсунки может ограничить подачу топлива и помешать созданию хорошей формы распыления. Это может привести к обеднению топлива и пропускам зажигания. Очистка форсунок с помощью очистителя для впрыска топлива или снятие форсунок и их очистка на машине для очистки топливных форсунок обычно может восстановить нормальную работу. Использование бензина высшего уровня, содержащего достаточное количество очистителя форсунок, также может предотвратить образование отложений лака.


Регулятор давления топлива обычно устанавливается на топливной рампе, питающей форсунки.

КОНТРОЛЬ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА

Еще один важный фактор, который помогает определить, сколько топлива подается через форсунку в импульсном режиме, и это давление топлива за ней. Чем выше давление за форсункой, тем больший объем топлива будет разбрызгиваться из форсунки при ее открытии.

Давление топлива создается электрическим топливным насосом высокого давления, который обычно устанавливается внутри или рядом с топливным баком.Давление на выходе насоса может находиться в диапазоне от 8 до 80 фунтов. в зависимости от приложения. Насос обычно имеет напорный клапан для сброса избыточного давления и обратный клапан для поддержания давления в системе при выключенном зажигании.

В многопортовой системе EFI перепад давления между топливом за форсунками и разрежением или давлением во впускном коллекторе является постоянно изменяющейся переменной. При небольшой нагрузке или на холостом ходу во впускном коллекторе существует относительно высокий вакуум.Это означает, что для распыления определенного объема топлива через форсунку требуется меньшее давление топлива. При большой нагрузке вакуум в двигателе падает почти до нуля. В этих условиях требуется большее давление для подачи того же количества топлива через форсунку. А в двигателях с турбонаддувом разрежение в коллекторе может составлять от 8 до 14 фунтов. положительного давления, когда в игру вступает турбо наддув. Требуется еще большее давление топлива, чтобы пропустить такое же количество топлива через форсунку.

В многопортовой системе EFI должно быть предусмотрено средство регулирования давления топлива в соответствии с вакуумом двигателя, чтобы поддерживать одинаковый относительный перепад давления между топливной системой и впускным коллектором.Это делает регулятор давления топлива. Регулятор установлен на топливной рампе, питающей форсунки. В безвозвратных системах EFI регулятор является частью топливного насоса в топливном баке.

Регулятор давления топлива имеет простую подпружиненную вакуумную диафрагму с вакуумным подключением к впускному коллектору. Регулятор снижает давление топлива при небольшой нагрузке и увеличивает его при большой нагрузке или режиме наддува. Избыточное давление топлива отводится через перепускной канал обратно в топливный бак для поддержания требуемого перепада давления.Большинство систем откалиброваны для поддержания перепада давления от 40 до 55 фунтов на квадратный дюйм.

В более старых системах TBI регулятор выполняет более простую работу, поскольку форсунки установлены над дроссельными заслонками. Поскольку вакуум / наддув двигателя не влияет на подачу топлива из форсунки в системе TBI, регулятор должен только поддерживать равномерное давление. В системах TBI General Motors регулятор давления откалиброван для поддержания примерно 10 фунтов на квадратный дюйм в топливной системе, но большинство других работают около 40 фунтов на квадратный дюйм.

Низкое давление топлива приведет к ухудшению характеристик двигателя, возможным пропускам зажигания и может помешать запуску двигателя. Низкое давление топлива может быть вызвано слабым топливным насосом (изношенный насос или низкое напряжение на насосе, из-за которого он работал медленно), ограничениями в топливной магистрали, засорением топливного фильтра или негерметичным регулятором давления топлива. Для нормальной работы двигателя давление топлива ДОЛЖНО соответствовать техническим характеристикам. Давление топлива можно проверить с помощью манометра, подключенного к сервисному клапану на топливной рампе или в топливопроводе.


Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.






Другие статьи о впрыске топлива:

Викторина самопроверки системы впрыска топлива (Загрузите или распечатайте файл PDF)

Соотношение воздух / топливо

Диагностика впрыска топлива

Проблемы с впрыском топлива

Как впрыск топлива влияет на выбросы

Впрыск топлива: диагностика системы EFI без возврата топлива

Что такое регулировка топливной системы?

Что такое прямой впрыск бензина (GDI)?

Отложения на впускных клапанах в двигателях с прямым впрыском бензина

Топливные форсунки (очистка)

Топливные форсунки (поиск неисправностей)

Диагностика топливного насоса

Советы по диагностике топливного насоса от Carter

Топливный насос (как заменить насос в баке)

Топливный насос (электрический)

Топливные фильтры

Toyota Fuel Injection

Системы впуска холодного воздуха

Датчик EFI Статьи по теме:
Определение датчиков двигателя

Датчики температуры воздуха

Датчики охлаждающей жидкости

Кривошипа Датчики CKP

Датчики кислорода (O2)

Расположение датчиков кислорода

Датчики топливного воздуха с широким соотношением сторон

Датчики

MAP

Датчики массового расхода воздуха

Датчики VAF

Датчики воздушного потока лопастей

Датчики положения

Дроссельная заслонка

Системы управления

.

Накопление углерода при прямом впрыске: симптомы и меры профилактики

]]]]>]]>

Прямой впрыск топлива в двигатель более распространен в наши дни, поскольку он увеличивает экономию топлива. Однако это не идеальный метод, поскольку углерод откладывается на поршне, впускных клапанах и других поверхностях камеры сгорания. Чтобы понять, как уголь с прямым впрыском накапливает и предотвращает его, давайте рассмотрим оба аспекта по-разному.

Накопление углерода при прямом впрыске - почему это происходит?

Давайте сразу перейдем к причинам проблемы.

1. Невозможно очистить клапан и порт

Основная причина скопления нагара на клапанах заключается в том, что добавленные моющие средства и топливо не контактируют напрямую с впускными клапанами. В основном это происходит потому, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, а не в место за клапаном. В результате топливо и моющее средство не могут очистить порт и клапан.

2. Высокое давление сгорания

Проблема усугубляется при более высоком давлении сгорания и более бедных смесях.

На самом деле, во время прямого впрыска топлива производится больше энергии, чем при впрыске топлива из порта. Таким образом, когда образуется неоптимальный фронт пламени, количество несгоревшего топлива внутри камеры сгорания увеличивается.

Кроме того, во время открытия клапана для хода впуска эти побочные продукты подвергаются воздействию клапана, образуя нагар.

How to prevent direct injection carbon build up
Симптомы нагара при непосредственном впрыске

Примечание: даже воздух, проходящий через клапан, недостаточно горячий, чтобы сжечь эти побочные продукты.

3. Другая причина

Когда впускной клапан уходит в камеру сгорания на небольшой промежуток времени, побочные продукты процесса сгорания встречаются с клапаном, который прилипает к горловине этой детали.

ПОДРОБНЕЕ:

Как предотвратить накопление углерода при прямом впрыске?

С массой способов предотвратить накопление углерода при непосредственном впрыске , действительно есть три наилучших возможных способа, которые вы можете попробовать:

1.Регулярное техническое обслуживание

Один из идеальных способов предотвратить накопление углерода - это периодическое обслуживание. Соблюдая основные советы по техническому обслуживанию, полностью синтетическое масло следует менять через каждые 5000 миль. Это позволяет впускным клапанам работать эффективно.

2. Замена свечи зажигания

Чтобы уменьшить отложение несгоревшего топлива в камерах и, как следствие, его прилипание к клапанам, требуется замена свечей зажигания.

Совет: Точное время замены свечей зависит от рекомендованного заводом пробега.

3. Очистка топливных форсунок

Очистка необходима для правильного распыления топлива в камеру. Таким образом, его обслуживание через каждые 30 000 миль - это то, что может впоследствии избавить вас от огромных расходов.

И последнее, но не менее важное: новое обновление программного обеспечения в ECM автомобиля может помочь в уменьшении накопления углерода на клапанах путем регулировки времени включения свечи зажигания и клапана.

Effects of direct injection carbon build up
Как остановить накопление углерода прямым впрыском

Подводя итог, эти советы, несомненно, помогут предотвратить накопление углерода с прямым впрыском .Для получения дополнительной информации о профилактических мерах вы также можете обратиться в авторитетную мастерскую по ремонту и обслуживанию автомобилей.

Посмотрите видео, чтобы понять, почему при прямом впрыске возникают проблемы с углеродом:

Надеюсь, вы узнаете больше о накоплении углерода на двигателе с прямым впрыском и решениях по его очистке с клапанов из этой статьи. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, не стесняйтесь оставлять нам комментарии, наши автомобильные эксперты ответят на них за вас.

>> Для людей, которые ищут хороший подержанный автомобиль, сделанный в Японии, нажмите здесь <<

.

Какие бывают типы впрыска топлива? | Новости

Топливный инжектор

Thinkstock

МАШИНЫ.COM - Вы слышали этот термин раньше, но каковы настоящие нюансы впрыска топлива? Какие типы впрыска топлива используются в вашем автомобиле? Для этого требуется немного базового понимания движка, но мы готовы помочь. Типы впрыска топлива, используемые в новых автомобилях, включают четыре основных типа:

Связано: Нужна ли периодическая чистка топливных форсунок?

Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка

Самый ранний и самый простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный впрыск был ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя TBI и не так точен, как последующие системы, он контролирует расход топлива лучше, чем карбюратор, он дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива

Многоточечный впрыск топлива предусматривает выделение отдельной форсунки для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, поэтому систему иногда называют впрыском через порт. Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует, что они будут полностью втянуты в цилиндр.Основным преимуществом является то, что MPFI измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, лучше обеспечивает желаемое соотношение воздух-топливо и улучшает все связанные аспекты. Кроме того, это практически исключает вероятность того, что топливо будет конденсироваться или собираться во впускном коллекторе. В случае TBI и карбюраторов впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, что является мерой для испарения жидкого топлива.

В этом нет необходимости для двигателей, оснащенных MPFI, поэтому впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика.Результатом является постепенное повышение экономии топлива. Кроме того, там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, которые используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в порты (SPFI) или впрыском по времени, представляет собой тип многоточечного впрыска. Хотя в базовом MPFI используется несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами.В результате топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться небольшим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры устранили его: последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо. Как и свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед тем, как открывается впускной клапан. Это кажется незначительным шагом, но повышение эффективности и выбросов достигается в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива максимально далеко, впрыскивая топливо непосредственно в камеры сгорания, минуя клапаны.Прямой впрыск, более распространенный в дизельных двигателях, начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей, иногда называемых DIG для бензина с прямым впрыском. Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну переменную, позволяющую точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах и как взрыв распространяется от точки воспламенения.

Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; расположение портов и свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество свечей зажигания на цилиндр (возможно более одной) - все это влияет на равномерность и полноту сгорания топлива в бензиновом двигателе. Прямой впрыск - еще один инструмент в этой области, который можно использовать в двигателях с низким уровнем выбросов.

Редакционный отдел Cars.com - ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Поделиться

Ответственный редактор Джо Брузек освещает краткосрочный и долгосрочный парк тестовых автомобилей Cars.com и водит Pontiac Firebird Trans Am 1998 года выпуска.Написать Джо .

Что такое впрыск топлива? Как работает впрыск топлива?

Что делают топливные форсунки

Дроссельная заслонка регулирует поток воздуха к двигателю.
Что происходит, когда вы наступаете на педаль газа? Двигатель набирает обороты, и ваша машина едет быстрее. Вы можете подумать, что это красиво простые вещи, но на самом деле требуется много сложной инженерии, чтобы получить чтобы этот процесс работал безупречно.Большая часть этого - топливо для двигатель, где его можно сжечь для выработки энергии. Твой топливные форсунки распылить бензин во впускное отверстие или непосредственно в цилиндры двигателя, чтобы его можно быстро воспламенить. Чтобы получить газ, нужно выполнить множество действий. к этому моменту, и многие шаги, которые привели к технологии впрыска топлива к этому моменту. Мы расскажем, как газ попадает туда, где он и доставит вас туда, куда вы собираетесь, и мы узнаем о различных разработки в области впрыска топлива по ходу дела.

Как топливный насос перекачивает газ

Прежде чем бензин может вытечь из топливных форсунок, он должен до них добраться. Это то что топливный насос или насосы для. Топливо начинается в топливный бак, пока вы не запустите двигатель. Затем насос начинает подачу топлива через топливопроводы под очень высоким давлением.

В более старых моделях использовались механические насосы, приводимые в движение коленчатый вал или распредвал. Чем быстрее работал двигатель, тем быстрее работал насос. перекачивается для удовлетворения возросшей потребности двигателя в топливе.Большинство газовых автомобилей и грузовики сегодня используют электрические топливные насосы. Дизельные двигатели по-прежнему используют механические насосы, однако. Электрические топливные насосы работают от электричества и управляются ЭБУ. Это обеспечивает более точный контроль и делает их более эффективными. Некоторые установлены внутри вашего бензобака (где топливо охлаждает их), а некоторые установлены вне бака к раме машины. В некоторых случаях внутренний насос используется для подачи топлива к внешнему насосу.

Независимо от того, где именно и как работает, работа топливного насоса должен перекачивать топливо по топливопроводам, по которым оно может проходить на двигатель.Подача газа в двигатель осуществлялась через ряд различных средств, но первым из них был карбюратор.

Как двигатель получает газ: когда карбюраторы бродили по Земле

Карбюрация была простой системой подачи топлива в двигатель, который предшествовал впрыску топлива. В то время как системы впрыска топлива полагаются на электроника, карбюрация была чисто механическая. Расход топлива увеличился в ответ к потоку воздуха в впускной коллектор.

При нажатии на педаль акселератора открывается бабочка. Клапан в воздухозаборнике называется дроссельной заслонкой. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем во впускное отверстие может поступать больше воздуха. Вот почему прижимать педаль к металлу - это известное как «широко открытое». Приемник имеет суженную область, называемую предприятием. В сужение заставляет воздух двигаться быстрее, что вызывает область низкого давления. В У карбюратора есть выходное отверстие для топлива, называемое жиклером, которое открывается в трубку Вентури.В чем быстрее воздух проходит через трубку Вентури, тем ниже давление и тем больше всасывается газ. Технически, педаль газа не дает двигателю больше газ; это дает двигателю больше воздуха. Увеличенный воздушный поток всасывает больше газа. Так в следующий раз, когда вы захотите, чтобы кто-то ехал быстрее, скажите «топайте по воздуху»!

Карбюрация - это простая система, но со временем она стала устарели и пошли путем динозавра. 1991 год Jeep Grand Wagoneer был Последний дорожный автомобиль предлагался в США с карбюратором.Два самых больших Проблемами с карбюратором были его неэффективность и негибкость. А карбюратор можно настроить для получения идеального соотношения воздух / топливо при определенном обороты двигателя, но чем дальше вы отклоняетесь от этой скорости, тем дальше вы можно получить из идеального соотношения. Простота карбюратора в некоторых способов, его падение, поскольку у него нет возможности настроить или отрегулировать немного разные сценарии.

Разработка системы впрыска топлива

Хотя впрыск топлива в прошлом стал нормой пару десятков лет технология существует уже давно.Ранняя заправка системы впрыска использовались в двигателях самолетов в начале двадцатого века. Дизельные двигатели используют прямой впрыск топлива с 1920-х годов (у нас будет больше о дизелях и непосредственном впрыске скажу позже). После Второй мировой войны хотродеры начали заменять карбюраторы на топливные форсунки, чтобы авто прибавило мощности. Mercedes-Benz использовал прямой впрыск бензина по образцу с дизельным двигателем в гонках Формулы-1 в 1950-х годах. Он адаптировал технологию к серийный спортивный автомобиль 300SL в 1955 году.Более эффективное сгорание дало в 300SL - огромная мощность и скорость, благодаря которым он добился успеха в гонках.

Впрыск топлива был сложнее и дороже, чем карбюраторы, поэтому его, как правило, использовали только в некоторых спортивных автомобилях 1950-х годов. через 1970-е годы. Многие из этих ранних систем впрыска топлива обычно системы непрерывного впрыска с механическим приводом. Топливо не подавалось в двигатель, как в сегодняшних электронных системах, но работал непрерывно со скоростью которые менялись в зависимости от положения дроссельной заслонки или измеренного расхода воздуха в воздухозаборник.Крайслер предложил ранний аналоговая электронная система в Chrysler 300D и Plymouth Fury. В Однако система была подвержена сбоям и использовалась недолго. С этими осложнений, привлекательности мощности было недостаточно, чтобы довести впрыск топлива до передний край.

Потребуются ужесточающиеся нормы выбросов двигателя 1970-х и 1980-х, а также нефтяной кризис 1970-х, чтобы довести систему впрыска топлива до перед. Поскольку автопроизводители стремились снизить выбросы и увеличить расход топлива, они поняли, что впрыск топлива приводит к тому, что двигатель сжигает газ больше эффективно.То же преимущество, которое могло обеспечить мощность, могло также сделать автомобили более бережное отношение к окружающей среде и кошельку водителей.


Типы впрыска топлива

Система впрыска дроссельной заслонки

Сначала автопроизводители пробовали простой впрыск дроссельной заслонки. системы, с одной или двумя топливными форсунками, прикрепленными к корпусу дроссельной заслонки. Дроссель Впрыск кузова работал очень похоже на карбюратор. Топливо было добавлено на впускной коллектор. Это было не так эффективно, как более поздние системы впрыска топлива, но у него были определенные преимущества перед карбюраторами.А именно топливо корпуса дроссельной заслонки инжектор мог лучше приспособиться к разным ситуациям. Как упоминалось ранее, карбюратор может быть настроен на подачу идеального количества топлива при определенных оборотах двигателя, но может быть немного слишком бедным или слишком богатым при разных оборотах двигателя. Поскольку Топливная форсунка корпуса дроссельной заслонки с электронным управлением, может дать лучшую соотношение воздух / топливо во всем диапазоне оборотов двигателя.

Многоточечные системы впрыска топлива

Однако впереди было еще много улучшений.Следующий были многопортовые системы впрыска. Они впрыскивают топливо над каждым впускным клапаном. Этот приводит к сжиганию большего количества топлива в камере сгорания и меньшему расходу топлива чем в системах впрыска дроссельной заслонки. Внедрение порта требует наличия по одной форсунке на каждый цилиндр двигателя.

Знаменитый инжектор GM "Паук"

Раньше системы впрыска портов снабжали топливом все цилиндры одновременно.Топливо будет собираться на каждом впускном клапане в течение доли секунды до попадания в камеру сгорания. Дженерал Моторс использовали одну такую ​​систему, называемую впрыском в центральный порт, но иногда ее называют инжектор «паук» из-за его сходства с паукообразным. Топливо было бы распределяется от центральной точки вниз по «ножкам» к тарельчатым клапанам на каждом входе клапан. Тарельчатые клапаны открывались под давлением и выпускали топливо в каждом нога заодно. В конечном итоге производство паука было прекращено, потому что кукла клапаны, как правило, забиваются углеродом из побочных продуктов сгорания.

Электронный многоточечный впрыск топлива

Со временем появятся более совершенные системы последовательного впрыска портов. Пришел что бы быть. В этих системах каждый инжектор сигнализирует о срабатывании отдельно от ЭБУ, так что каждый цилиндр получает топливо сразу после открытия впускного клапана. Этот приводит к более эффективному прожигу, чем в старых многопортовых системах.

В этих современных системах топливные форсунки клапаны с электронным управлением, которые распыляют очень мелкий туман топлива в впускные клапаны цилиндров под высоким давлением.Они установлены в двигателе. голова. Форсунки получают топливо либо из топливных магистралей, либо из топливной рампы, которая, в свою очередь получить топливо из топливного насоса. Открытие и закрытие форсунок контролируется модулем управления двигателем (ECU), бортовой компьютер. ЭБУ использует данные из датчик массового расхода воздуха, кислородные датчики и другие датчики для определения момента включения топливных форсунок. Помни это Целью карбюратора было изменение расхода топлива в ответ на воздушный поток.ЭБУ использует информацию от датчика массового расхода воздуха к тому же эффект.

Топливная рейка и форсунки

Прямой впрыск бензина

Самая продвинутая система впрыска топлива на сегодняшний день - прямой впрыск бензина. При непосредственном впрыске газ распыляется не во впускное отверстие, а непосредственно в цилиндр. Газ не смешивается с воздухом, пока не окажется в баллоне, что предотвращает его конденсацию.Это дает еще более прямой ожог. Прямой впрыск уже давно используется в дизельных двигателях, но становится все более популярным. все чаще встречается в бензиновых двигателях. Вы можете вспомнить, что это система который использовался еще на Mercedes 300SL. Пока технология была такой дорого, потому что он был доступен только на том, что по сути дорожный гоночный автомобиль, сегодня непосредственный впрыск может использоваться во многих газовых двигатели. Современные системы прямого впрыска также имеют электронное управление, в то время как более ранние версии управлялись механически.

Системы прямого впрыска находятся на переднем крае подачи топлива технологии впрыска, но непрямые последовательные системы остаются более распространенными. Один Недостатком прямого впрыска является то, что форсунки должны быть сконструированы таким образом, чтобы выдерживают высокие силы и температуры горения. Поскольку детали нужны чтобы быть более прочными, они обязательно дороже.

Системы впрыска дизельного топлива

Дизельные двигатели работают иначе, чем бензиновые, хотя роль топливных форсунок остается в основном прежней.Дизельные двигатели не используйте дроссель. Вместо этого, когда вы нажимаете на акселератор, перекачивается больше топлива. к форсункам, и это то, что ускоряет двигатель. Дизельные двигатели имеют использовал прямой впрыск с самого начала. Они работают в основном так же, как системы прямого впрыска, описанные выше.

Одна большая разница - это давление топлива в топливной системе. форсунки. Дизельные двигатели не воспламеняют топливо свечами зажигания но из-за сжатия, а дизельное топливо менее летучее (менее легко горит) чем бензин.Поэтому дизельное топливо необходимо распылять еще более мелким туманом. Газовое топливо форсунки обычно имеют давление от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм. (PSI), или от трех до четырех бар (это в три-четыре раза больше атмосферного давление на уровне моря). Дизельные форсунки имеют давление от 14 500 до 29 000 фунтов на квадратный дюйм, или От 1000 до 2000 бар.

Признаки отказа системы впрыска топлива

Медленный запуск и ускорение, остановка двигателя, пропуски зажигания или запах бензина

Проблемы с системой впрыска топлива могут занять много времени. разные формы, но результат обычно один: не хватает топлива цилиндры.Это может снизить мощность и эффективность двигателя. Вы можете обнаружить, что автомобиль изо всех сил пытается завести и разогнаться. Срыв и пропуски зажигания тоже возможно. Из-за неэффективного сгорания из-за некачественного топлива впрыск, в моторном отсеке может появиться сильный запах бензина после обкатки автомобиля.

Что вызывает выход из строя системы впрыска топлива?

Засоренные топливные форсунки

Сами топливные форсунки должны быть в первую очередь подозреваемыми. когда возникают такие проблемы.У них могут возникнуть проблемы с электричеством или, чаще они могут засориться. Проблема с электричеством может остановить инжектор от открытия и закрытия с правильным временем. Сабо будет, очевидно, не позволяйте топливной форсунке распылять топливо должным образом. Может возникнуть засорение от мусора в топливе, что может указывать на проблему в другом месте вашего топлива система. В топливный фильтр, обнаружен в топливном баке или топливной магистрали, является наиболее вероятной причиной и должен проверьте, заменяете ли вы топливную форсунку.

В вашем местном гараже может быть оборудование для проверки топливных форсунок. С помощью этого оборудования можно определить выходное давление по каждому инжектор. Любой инжектор, который отклоняется слишком далеко от надлежащего давления для вашего автомобиль необходимо будет заменить. Поскольку топливные форсунки обычно изнашиваются Со временем вы можете заменить все топливные форсунки в комплекте.

Изношенный топливный насос или утечка в топливных магистралях

Топливные насосы тоже могут выйти из строя.Внутренние механические части могут износиться, или, в случае электрических топливных насосов, электродвигатель может выйти из строя. Плохо. Если топливный насос не перекачивает, газ не попадет в двигатель, и вы вообще не сможет завести машину. Топливные магистрали, топливные баки и наливная горловина могут, конечно, иметь утечки, что приведет к потере газ, который со временем может оказаться дорогостоящим.

Могу ли я отремонтировать систему впрыска топлива самостоятельно?

Вы определенно можете работать над собственной системой впрыска топлива, хотя сложность этого будет варьироваться от одной модели к другой, в зависимости от точной компоновки всех деталей.Поскольку система может быть достаточно сложно, было бы неплохо сфотографировать или нарисовать перед разбирая что-нибудь. Вы можете использовать эти изображения в качестве справки во время переустановка, этап ремонта.

При работе необходимо соблюдать определенные меры безопасности. с топливной системой. Воспламеняемость топлива делает его опасным, а высокое давление в системе представляет собой потенциальную опасность. В принципе, вы не хотите распылять газ везде и особенно не на себе.Перед работой с топливной системой, особенно перед снятием топливных форсунок, вам нужно измерить давление вне системы. Сделать это можно, отключив питание от топливного насоса. а затем холостой ход двигателя. Это снизит давление в топливных магистралях.

Имея в виду эти советы, вы сможете пройти через ремонт вашей топливной системы без происшествий. Для получения дополнительной информации о конкретных ремонта, вы можете перейти на страницу соответствующей детали или на нашу видео с инструкциями по ремонту автомобилей.

Имея Проблемы с вашей системой впрыска топлива?

Если у вас проблемы с топливом система впрыска, то вы попали в нужное место. 1A Auto - ваш источник на запчасти, чтобы вернуть вашу систему впрыска топлива в рабочее состояние очередной раз! Ниже приведен список общих деталей системы впрыска топлива, которые могут вам понадобиться. заменить.

Сопутствующие товары:

Топливные форсунки

Топливный насос

Блок отправки топлива

Топливный бак

Заливная горловина топливного бака

Газовая крышка

Дверца топливного бака

Топливный фильтр

Топливные магистрали и шланги

Регулятор давления топлива

.

Электронный впрыск топлива, почему это важно и как его быстро создать

Плагин Eclipse для впрыска топлива для SPC5-Studio IDE недавно получил обновления, которые позволяют инженерам быстро создавать приложения электронного впрыска топлива (EFI) для двигателей с одним цилиндр и даже использовать две форсунки с одним цилиндром. Давайте посмотрим, как команды могут создать модуль EFI с микроконтроллером SPC572L64F2 и драйвером L9177A.

Более низкий спрос на выбросы Улучшенный электронный впрыск топлива

Первая система EFI появилась на Volkswagen 1600 в 1967 году, и они по-прежнему доминируют в автомобильной промышленности.Согласно исследованию JP Morgan, проведенному в 2018 году, поскольку доля автомобилей с двигателями внутреннего сгорания сократится до 41% мирового рынка в 2025 году по сравнению с 98% в 2015 году, гибридные автомобили также должны составлять 41%, а электромобили - 18%. %. Традиционные двигатели никуда не денутся, поэтому регулирующие органы продолжают ожидать от них большей эффективности . Например, Euro 6 / VI, последний европейский стандарт на выбросы, ограничивает, помимо прочего, выброс оксида азота (NOx) дизельными автомобилями до 80 мг / км, тогда как бензиновые двигатели не могут превышать 60 мг / км. км.Более того, «17 из 20 членов [G-20] выбрали путь европейского регулирования для контроля выбросов транспортных средств», согласно данным Международного совета по чистому транспорту.

Электронные системы впрыска топлива - отличный способ соответствовать этим стандартам и значительно повысить производительность. Впрыск топлива в топливный клапан - необходимый процесс в любом двигателе внутреннего сгорания. Однако ввести его в оптимальный момент и в оптимальном количестве далеко не так просто. .В автомобиле скорость, нагрузка, высота, внешняя температура и то, запускает ли водитель двигатель или использует круиз-контроль, существенно влияют на время впрыска и количество топлива. Более того, EFI теперь все чаще встречаются за пределами автомобильной сферы. Потребители требуют гораздо лучших характеристик своих двухколесных транспортных средств, придорожного оборудования, газонокосилок, лодок и даже генераторов двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, EFI необходимы, и создание их для небольших двигателей может быть несложным благодаря двум компонентам ST и нашей IDE.

SPC572L64F2, GTM для EFI… Боже мой!

SPC572L-DISP

SPC572L64F2 - отличный микроконтроллер для электронных систем впрыска топлива из-за наличия общего модуля таймера (GTM101) . Этот IP-адрес может разгрузить основной ЦП для выполнения нескольких задач, что значительно оптимизирует производительность. Например, он может получать информацию от маховика, таким образом определяя положение двигателя, и использовать свой аппаратный блок для увеличения разрешения сигнала перед отправкой сигналов впрыска и зажигания.В нашем предыдущем поколении MCU для приложений EFI главное ядро ​​должно было обрабатывать сигнал от маховика, что отнимало ресурсы для других вычислений. Теперь, когда GTM позаботится об этом, MCU может использовать свое ядро ​​для других процессов, тем самым оптимизируя производительность. Разработчики также могут использовать GTM для вычисления мгновенной скорости или запустить систему управления батареями, используя определенные функции.

SPC572L64F2 является частью нашего второго поколения микроконтроллеров для автомобильных трансмиссий и самым маленьким устройством, которое работает в двигателях с числом цилиндров до четырех .Он обеспечивает соответствие стандарту ISO26262 ASIL-A благодаря функциям безопасности, таким как мониторинг часов и сторожевые устройства, обеспечивающие исключительную надежность. Он также включает в себя блок защиты системной памяти, чтобы гарантировать целостность информации, передаваемой между ядром и контроллерами памяти или периферийными устройствами. Его одно ядро ​​e200z2, 64 КБ SRAM и 1568 КБ флэш-памяти делают его особенно интересным компонентом для небольших двигателей с одним или двумя цилиндрами. Разработчики, которые хотят начать экспериментировать с ним, могут получить SPC572L-DISP, который позволит им использовать периферийные устройства MCU, такие как CAN, UART, LIN или FlexRay, а также воспользоваться двумя портами JTAG для облегчения операций отладки и программирования.Плата полностью поддерживается SPC5-Studio.

L9177A, модуль управления двигателем с 2-канальными драйверами форсунок

Еще одним важным аспектом любой системы EFI является управление двигателем. L9177A - это мощное решение, которое включает в себя драйверы двухканальных форсунок по параллельным линиям или через последовательный интерфейс SPI, что позволяет двигателям с двумя форсунками на один цилиндр или двумя цилиндрами с одним инжектором каждый. Драйвер инжектора, нагреватель датчика O2 и два релейных драйвера используют последовательный периферийный интерфейс (SPI) для облегчения разработки.Инженеры могут даже начать свои разработки на оценочной плате EVAL-L9177A, которая также использует SPI для чтения полной диагностической информации . Дополнительно плата защищает все каналы от короткого замыкания, перегрузки по току и перегрева. Команды, которые хотят попробовать EVAL-L9177A, подключают его к разъему на плате SPC56M-Discovery, на которой используется микроконтроллер SPC563M64L7. Однако, как только разработчики ознакомятся с L9177A и SPC572L64F2, будет довольно просто перейти на индивидуальный дизайн, включающий оба компонента.

SPC5-Studio IDE и SPC5-L9177A-K02 Эталонный дизайн, обеспечение доступности систем EFI

Эталонный дизайн SPC5-L9177A-K02

Отчасти переход от одного MCU SPC5 к другому относительно прост в том, что мы также предоставить библиотеки для нашей IDE SPC5-Studio, которые значительно облегчают разработку . Независимо от того, разрабатывают ли команды адаптивное переднее освещение или электронную систему впрыска топлива, у нас есть фреймворки, которые сильно помогают разработчикам программного обеспечения.Например, IDE включает библиотеки для универсального модуля таймера SPC572L64F2 для более быстрой оптимизации процессов впрыска или зажигания, среди прочего. Кроме того, команды также могут запросить демонстрационное приложение EFI у ST, чтобы ускорить этап создания прототипа. Это поможет им увидеть, как мы реализовали определенные функции, а также будет действовать как конфигуратор, чтобы быстро определить количество форсунок на цилиндр, маховик и, в конечном итоге, получить функциональное приложение.

Мы также работали над эталонным дизайном с Arrow, SPC5-L9177A-K02, который включает в себя SPC572L64F2 и L9177A .Программное обеспечение, которое поставляется с ним, поможет создать базовую систему управления впрыском топлива для одного инжектора и одного цилиндра, и оно уже помогает соответствовать стандартам Euro 4 / IV, Euro 5 / V, Bharat Stage VI, China V и China VI, выбросам стандарты. Однако сама плата открывает пользователям всю мощь своих компонентов, а это означает, что она позволит программистам выйти за рамки демонстрационного приложения и создавать приложения, содержащие до двух цилиндров и до двух инжекторов. Таким образом, это отличное решение для инженеров, которые хотят сосредоточиться на приложениях EFI и хотят сократить время выхода на рынок.

Маленькая система EFI с SPC572L64F2 и L9177A

Что дальше?

Связанные

.

Смотрите также