Принцип работы инжекторного двигателя

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основан на сгорании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. При этом высвобождающаяся энергия преобразуется за счет движения поршней в механическую энергию. Дозированное количество топлива обеспечивается карбюратором или специальным устройством – инжектором. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Рабочий принцип инжекторного двигателя прост – подача в нужный момент времени нужного количества топлива в нужное место.

Содержание

1. Как работает ДВС
2. О карбюраторе, его достоинствах и недостатках
3. Про инжекторные моторы
4. Устройство впрыска
5. Виды впрысковых систем
6. Одноточечный впрыск
7. Многоточечный впрыск
8. Непосредственный впрыск

Как работает ДВС

Чтобы ясно понимать различие между двумя типами силовых устройств, необходимо предварительно коснуться того, как вообще работает ДВС. Существует несколько отличающихся типов, из которых самыми распространенными будут:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. газодизельные;
4. газовые;
5. роторные.

Принцип работы мотора лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них – четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую осуществляется за четыре такта.
Устройство двигателя таково, что последовательность выполнения тактов следующая:

• впуск – заполнение цилиндров топливом:
• сжатие – подготовка топлива к сгоранию;
• рабочий ход – преобразование энергии сгорания в механическую;
• выпуск – удаление продуктов сгорания топлива.

Для обеспечения работы двигателя у каждого из них своя задача. Во время первого такта поршень опускается из верхнего положения до крайнего нижнего, открывается клапан (впускной) и цилиндр начинает заполняться топливно-воздушной смесью.

Во втором такте клапана закрыты, а движение поршня происходит от нижнего положения к верхнему, смесь в цилиндре сжимается. Когда он доходит до верхнего положения, на свече проскакивает искра и поджигается смесь.

При ее сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет двигаться поршень от верхнего положения к нижнему. После его достижения под действием инерции вращения коленвала поршень начинает двигаться опять вверх, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выводятся наружу из цилиндра. Когда поршень дойдет до верхнего положения, закрывается выпускной, но зато открывается впускной клапан и весь цикл работы повторяется.

Все описанное выше можно увидеть на видео

Здесь необходимо сделать небольшое дополнение. Раз мы рассматриваем бензиновый мотор, то в нем подача бензина в цилиндры двигателя возможна различными способами. Исторически первой была разработана подача и дозировка бензина при помощи карбюратора. Это специальное устройство, которое обеспечивает необходимое количество топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндрах.

Топливно-воздушной называется смесь воздуха и паров бензина. Она приготавливается в карбюраторе, специальном устройстве, для их смешивания в нужной пропорции, зависящей от режима работы двигателя. Будучи достаточно простым по своему устройству, карбюратор длительное время успешно работал с бензиновым мотором.

Однако по мере развития автомобиля выявились недостатки, с которыми в сложившихся к тому времени условиях уже было трудно мириться разработчикам двигателя. В первую очередь это касалось:

• топливной экономичности. Карбюратор не обеспечивал экономного расходования бензина при внезапном изменении режима движения машины;
• экологической безопасности. Содержание в отработанных газах токсичных веществ было достаточно высоким;
• недостаточной мощности двигателя из-за несоответствия ТВС режиму движения автомобиля и его текущему состоянию.

Чтобы избавиться от отмеченных недостатков был реализован иной принцип подачи топлива в мотор – с помощью инжектора.

Про инжекторные моторы

У них есть еще одно название – впрысковые двигатели что, в общем-то, никоим образом не изменяет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализуемый в работе дизеля. В двигатель в нужный момент через форсунки инжектора впрыскивается строго дозированное количество топлива, и оно поджигается искрой со свечи, хотя при работе дизеля свеча не используется.

Весь цикл четырехтактного ДВС, рассмотренный ранее, остается неизменным. Основное отличие в том, что карбюратор готовит ТВС за пределами двигателя, и она потом поступает в цилиндры, а у инжекторного двигателя последних моделей бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

Как это происходит, можно в деталях увидеть на видео

Подобное устройство мотора позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора обеспечивает по сравнению с карбюраторным вариантом следующие преимущества мотору:

• повышение мощности на 7-10%;
• улучшение показателей топливной экономичности;
• снижение уровня токсичных веществ в составе выхлопных газов;
• обеспечение оптимального количества топлива, зависящее от режима движения автомашины.

Это только основные достоинства, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого достоинства есть и свои недостатки. Если карбюраторный мотор чисто механический и его можно отремонтировать практически в любых условиях, то для управления инжекторным требуется сложная электроника и целая система датчиков, из-за чего работы (регламентные и ремонтные) необходимо проводить в условиях сервисного центра.

Устройство впрыска

Если посмотреть, как выглядит устройство ДВС с впрыском вместо карбюратора, то можно выделить:

• контроллер впрыска – электронное устройство, содержащее программу для работы всех составных узлов системы;
• форсунки. Их может быть как несколько, так и одна, в зависимости от используемой системы впрыска;
• датчик расхода воздуха, определяющий наполнение цилиндров в зависимости от такта. Сначала определяется общее потребление, а потом программно пересчитывается необходимое количество для каждого цилиндра;
• датчик дроссельной заслонки (ее положения), устанавливающий текущее состояние движения и нагрузку на двигатель;
• датчик температуры, контролирующий степень нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя и при необходимости начинается работа вентилятора обдува;
• датчик фактического нахождения коленчатого вала обеспечивающий синхронизацию работы всех составных узлов системы;
• датчик кислорода, определяющий его содержание в выхлопных газах;
• датчик детонации контролирующий возникновение последней, для ее устранения по его сигналам меняется значение опережения зажигания.

Вот примерно так выглядит в общих чертах система, обеспечивающая впрыск топлива, принцип работы должен быть вполне понятен из ее состава и назначения отдельных элементов.

Виды впрысковых систем

Несмотря на достаточно простое описание работы инжекторного мотора, приведенное ранее, существует несколько разновидностей, осуществляющий подобный принцип работы.

Одноточечный впрыск

Это самый простой вариант реализации принципа впрыска. Он практически совместим с любым карбюраторным двигателем, разница заключается в применении впрыска вместо карбюратора. Если карбюратор во впускной коллектор подает ТВС, то при одноточечном впрыске во впускной коллектор впрыскивается через форсунку бензин.

Как и в случае с карбюраторным мотором, при такте впуск двигатель всасывает готовую топливно-воздушную смесь, и его работа практически не отличается от работы обычного двигателя. Преимуществом такого мотора будет лучшая экономичность.

Многоточечный впрыск

Представляет дальнейший этап совершенствования инжекторных моторов. Топливо по сигналам от контроллера подается к каждому цилиндру, но тоже во впускной коллектор, т.е. ТВС готовится вне цилиндра и уже в готовом виде поступает в цилиндр.
В таком варианте реализации принципа инжекторного двигателя возможно обеспечить многие из преимуществ, присущие впрысковому двигателю и отмеченные ранее.

Непосредственный впрыск

Является следующим этапом развития инжекторных двигателей. Впрыск топлива выполняется прямо в камеру сгорания, чем обеспечивается наилучшая эффективность работы ДВС. Итогом такого подхода является получение максимальной мощности, минимального расхода топлива и наилучших показателей экологической безопасности.

Инжекторный ДВС является следующим этапом в развитии бензинового мотора, значительно улучшающий его показатели. В моторах, использующих систему впрыска топлива, возрастает мощность, а также экономическая эффективность их работы, они отличаются значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду.

Принцип работы инжектора, фото, видео, типы инжектора

Принцип работы инжектора в последнее время интересует многих автолюбителей. И это не удивительно, ведь в последние годы инжекторные автомобили существенно потеснили карбюраторные, а в ближайшем будущем вообще полностью их заменят.

Хотя многие автомобилисты со стажем со скептицизмом относятся к системам принудительного впрыска топлива, обосновывая свою позицию сложностью конструкции, дороговизной в обслуживании и ремонте.

Но для этих людей все же можно найти оправдание, ведь когда все время ездишь на карбюраторном отечественном автомобиле, то про карбюратор знаешь по сути все.

Поэтому ремонт и обслуживание топливной системы у таких людей не вызывает проблем, а вот что делать с инжекторной топливной системой многие еще не знают.

Хотя если захотеть понять принцип работы инжектора, то все на много проще, чем кажется. Как говорится, было бы желание.

Однако желания мало, чтобы понять принцип работы инжектора, необходима соответствующая информация, которая помогла бы быстро разобраться в этом вопросе.

Система TCCS

Возьмем, к примеру, систему принудительного впрыска топлива от фирмы Toyota. Называется она TCCS — Toyota Computer Control System. Данная система является одной из передовой и самой надежной на данное время и поэтому заслуживает особого к себе внимания. Однако она дорогая и сложная в обслуживании.

Принцип работы инжектора

Принцип же работы инжектора других топливных систем аналогичный и основывается он на следующих процессах.

Воздух под давлением поступает в двигатель. Но предварительно поток воздуха анализируется специальным датчиком, который вычисляет объем воздуха в данный момент времени.

Эти данные передаются на компьютер, который анализирует не только данные с датчика расхода воздуха, но и другие данные по работе двигателя, такие как частота вращения коленвала двигателя, температура двигателя и воздуха и т.д.

После того как вся полученная информация обработана, компьютер определяет количество топливо, которое является оптимальным для данного объема воздуха и при этом было получено максимальное КПД (коэффициент полезного действия) от двигателя.

После обработки всей информации на форсунки подается электрически разряд определенной продолжительности. Форсунки открываются на необходимый период времени и впрыскивают заданную дозу топлива во впускной коллектор.

Принцип работы инжекторного ДВС с прямым впрыском.

Вот и весь основной принцип работы инжектора. Конечно же все это происходит очень быстро буквально за долю секунды.

Сложная составляющая

Основой и самой сложной составляющей, казалось бы, не сложного процесса, является специальная программа, которая прописана в компьютере.

Сложность ее заключается в том, что в ней должны быть учитаны и прописаны все внутренние и внешние условия работы двигателя и его систем. А это не так просто и сделать.

В остальном же, если рассматривать механическую сторону всей этой системы, то принцип работы инжектора не так уж и сложен. Про что уже и говорилось выше.

Устройство системы принудительного впрыска топлива

Из чего же состоит система принудительного впрыска топлива.

Как мы уже говорили, это:

1. Специальная программа, прописанная для каждой марки автомобиля;
2. Клапан холостых оборотов;
3. Топливный перепускной клапан;
4. Форсунки;
5. Различные датчики (в том числе и датчик кислорода, он же лямда-зонд).

Типы инжекторов

Так же хотелось бы отметить тот факт, что системы принудительного впрыска топлива встречаются двух типов.

Первый тип

Первый предназначен для стран Европы, Японии, США, в общем, для развитых стран, где существуют строгие экологические нормы на выброс токсических веществ в атмосферу, и называется он тип инжектора с обратной связью. В таких системах уже предусмотрены и лямбда-зонд и каталитический нейтрализатор.

Второй

Другой тип не имеет обратной связи, и такое оборудование в нем не предусмотрено. Соответственно такие автомобили дешевле. И выпускаются такие автомобили для стран, где не очень жесткие экологические нормы и законы.

Вкратце, не углубляясь в сложные технологические процессы, мы рассмотрели принцип работы инжектора автомобиля.

Конечно, он в некоторой мере сложнее, чем у карбюратора, но сложность эта оправдана более экономичным расходом топлива, и более высоким КПД работы двигателя в разных режимах работы. Да и время диктует свое.

Когда-то, и инжектор будет заменен более совершенной, но в тоже время еще сложной системой. Новые технологии, от этого не куда не денешься.

7 мифов о чистке инжектора.

Понимание принципа работы и схемы топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива представляет собой серию топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является форсунка. Тогда каково определение инжектора? как работает форсунка на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка представляет собой клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива. В системе впрыска бензина форсунка действует как дверца для распыления топлива из топливопроводов во впускной коллектор.

Функция инжектора заключается не только в распылителе, инжектор также распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в форме распыления, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда на форсунку подается питание, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может быть распылено наружу.

Тогда кто контролирует работу инжектора? это работа ЭБУ. ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это . Но ECU нуждается в помощи ряда датчиков.

Таким образом, датчик будет обнаруживать несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период впуска воздуха и другие. Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные обрабатываются ЭБУ, и выходные данные будут отправлены для включенных форсунок.

Более того, Общие сведения о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img by enginebasics. com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, при подаче напряжения на форсунку форсунка открывается, так что топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Инжектор состоит из трех основных компонентов;

• Трубка
• Соленоид
• Форсунка

Трубка — основной корпус форсунки (это цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид представляет собой магнитную катушку, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения. При этом на соленоид поступает напряжение от ЭБУ. В соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом насадка представляет собой игольчатый компонент (конический). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закроет зазор трубки.

Однако, когда сопло немного жидкое, зазор трубки откроется.

Это приводит к разбрызгиванию топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, топливо распыляется в виде распыления.

Это происходит из-за того, что зазор на трубке очень маленький, а форма круглая. При высоком давлении топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Есть три типа инжекторов, которые широко применяются;

1. Форсунка пружинного типа

Этот тип также называется механическим инжектором, это связано с тем, что в его работе не используется электрическая энергия, а вместо этого используется существующее давление топлива.

Основным компонентом этой форсунки является пружина, при выключенной форсунке пружина толкает форсунку вниз, что приводит к закрытию трубки. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка автоматически открывается.

Но открытие форсунки также очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку она работает только при самопроизвольном повышении давления топлива, давление топлива в этой системе впрыска нельзя поддерживать постоянно. Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировалось время и продолжительность форсунки?

Это работа ТНВД. Насос будет повышать давление самопроизвольно, когда время достигнет, в то время как продолжительность контролируется топливным баррелем внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитные форсунки

Электромагнитные форсунки работают на основе электромагнитных принципов, как описано выше. Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это связано с тем, что форсунка управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Пьезофорсунка

Топливная форсунка Pizeo представляет собой инжектор, в котором используется материал ломтиков pizeo. Pizeo slice — это материал, который может изменять свой объем при подаче питания.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи кусочков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пьезоэлемента сдуется. Дефлятор совершает минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому разработчиков, использующих эту модель, пока немного.

Принцип работы форсунки

Кевин Сюй

Кевин Сюй

Система впрыска топлива Common Rail под высоким давлением ︱Производитель（Инжектор, узел клапана, форсунка）︱Международная торговля ＆ Менеджер по развитию рынка в…

Опубликовано 30 августа 2021 г.

+ Подписаться

Топливная форсунка состоит из корпуса топливной форсунки, топливной форсунки, опоры, пружины и так далее. Масло под высоким давлением закачивается из порта подачи топлива топливной форсунки, и высокое давление создается в корпусе топливной форсунки, воздействуя на конусную поверхность топливной форсунки. Когда давление масла превышает установленное значение, сердечник клапана топливной форсунки открывается, и масло под высоким давлением распыляется из отверстия форсунки. Оно сгорает в цилиндре двигателя в виде тумана, заставляя поршень совершать возвратно-поступательные движения.

Топливная форсунка представляет собой прецизионное устройство с очень высокой точностью обработки, для которого требуется большой динамический диапазон расхода, сильные возможности защиты от засорения и загрязнения, а также хорошие характеристики распыления. Топливная форсунка получает импульсный сигнал впрыска топлива, посылаемый ЭБУ, и точно регулирует объем впрыска топлива. Характеристики распыления форсунки включают размер частиц распыления, распределение масляного тумана, направление потока масла, диапазон и угол конуса диффузии. Эти характеристики должны соответствовать требованиям системы сгорания дизельного двигателя, чтобы смесеобразование и сгорание были идеальными, и можно было получить более высокую мощность и термический КПД.

Топливные форсунки с электронным управлением являются наиболее важными и сложными компонентами системы Common Rail, а также наиболее сложными компонентами в конструкции и технологическом процессе. ЭБУ управляет открытием и закрытием электромагнитного клапана для впрыска топлива из топливной рампы высокого давления в камеру сгорания с оптимальным моментом впрыска топлива, объемом впрыска топлива и скоростью впрыска топлива. Для достижения эффективной начальной точки впрыска и точного объема впрыска в системе Common Rail используется специальный инжектор с гидравлической сервосистемой и электронными компонентами управления (электромагнитными клапанами).

• Каково важное влияние топливных форсунок на улучшение общей производительности топливных форсунок?

  27 июля 2021 г.

• Меры предосторожности при разборке и сборке топливных форсунок

  22 июля 2021 г.

• Метод обслуживания дизельной топливной форсунки Common Rail высокого давления

  8 июня 2021 г.

• Метод проверки инжектора

  31 мая 2021 г.

  

• Роль и функция инжектора

  25 мая 2021 г.

• Принцип работы инжектора Денсо

  19 мая 2021 г.

• Обслуживание форсунок — Green Po’we’r

  18 мая 2021 г.

• Топливный инжектор

  17 мая 2021 г.