В конце 70-х годов 20-го века и начала 80-х годов инжекторный впрыск топлива в автомобильном двигателе набирает популярность (конечно, это не касается некоторых стран), а с началом 21-го века точечный инжекторный впрыск топлива частично вытесняется прямым инжекторным впрыском .
Что заставило конструкторов делать все эти изменения?
Главная причина перехода на инжекторе двигателя — экология. Конструкторы начали с каталитического нейтрализатора отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой «стехиометрической» топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух / бензин = 14,7: 1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводит к падению эффективности двигателя. Для стабильной поддержки такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили.

Первые инжекторные системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются при эксплуатации автомобиля. Выход был найден. В систему ввели обратная связь: в выпускную систему, перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-датчик, или лямбда-зонд. По сигналам датчика кислорода электронный блок управления (ЭБУ) корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси. Блок ЭБУ может в литературе называться «контролер».

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие преимущества:

Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, которая затем перечисляется программой в цилиндрическое цикловое наполнения. При неисправности датчика управления двигателем идет по аварийными таблицами.
Вместо датчика массового расхода воздуха в двигателе может быть датчик давления во впускном коллекторе. Разница небольшая, потому что давление во впускном коллекторе зависит от скорости прохождения воздуха в коллекторе. Это я опять вспомнил о законе Бернулли.
Неисправность этого датчика очень ухудшает движение автомобиля под нагрузкой (например, когда едете вверх). Иногда при неисправности этого датчика машина едет немного лучше с отключенным датчиком.

Датчик положения дроссельной заслонки — для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, обороты двигателя и циклового наполнения цилиндров двигателя топливной смесью.
Некоторые автомеханики называют этот датчик «позиционер», такая терминология популярна для дизельных двигателей.
Этот датчик традиционно находится на той же оси, на которой вращается дроссельного заслонка. Чем сильнее мы нажмем на «газ», тем больше открывается дроссельного заслонка, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Если бы мы очень плавно нажимали на педаль газа и чрезвычайно плавно отпускали ее, датчик положения дроссельной заслонки можно было бы выбросить. При резких изменениях рабочих режимов датчик помогает контроллеру более правильно дозировать подачу бензина в двигатель.

Датчик зачастую являются реостатным, это переменный резистор с тремя выводами. Современные датчики работают на эффекте Холла, и практически не изнашиваются.
Неисправность датчика очень ухудшает динамические характеристики двигателя, в некоторых редких случаях двигатель не заводится, но заводится с отключенным датчиком. С отключенным исправным датчиком машина едет гарантированно хуже.
Этот датчик является популярной причиной при решении многих проблем с холостым ходом: холостой ход великоват, женщин, нестабильный, зависают и держатся слишком большими холостые обороты, короче говоря, этот датчик должен быть исправным, потому что его неисправность или даже незначительное отклонение в характеристиках датчика от нормы очень портит нервы водителю.

Сейчас вы прочтете о различных инжекторные системы. Но без азбуки я не обойдусь. Немного азбуки.
Как работает игла популярного автомобильного электромагнитного инжектора?
Простой ответ. Она работает так: пшик-пшик-пшик … и пшикает бензином в двигатель.
Правильный ответ. Игла электромагнитного инжектора НЕ пшикает бензином в цилиндр двигателя или во впускной коллектор. Эта игла только открывает или закрывает канал, по которому бензин под давлением вытекает через отверстия специальной формы, при этом прекрасно распыляется на мелкие капли. Давление бензина поддерживается стабильным, а управление инжектором — это только подача командного сигнала на инжектор: открыть или закрыть.
Теперь легче понять проблемы, которые могут быть с инжектором.
Он может протекать. Перерасход бензина, плохо заводится горячий двигатель.
Он может не открываться, если хорошо забит грязью, или может плохо распылять бензин, если выпускные отверстия инжектора очень загрязнены. Двигатель или принципиально не заводится, или значительный перерасход бензина.

Теперь возвращаемся к рассмотрению разновидностей систем впрыска топлива в двигатель.
В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (моноинжектор, одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор у впускного клапана цилиндра) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как в дизельных двигателях).
Некоторые еще знает странное выражение «полный инжектор». В зависимости от фантазии, так могут называть или многоточечный впрыск или прямой впрыск.
А кое-кто даже может заявить о «механический впрыск». На самом деле он говорит о механическую систему управления впрыском, устаревшую и значительно хуже, чем электронная.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Электронные системы впрыска топлива для двигателей большой мощности

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Ряд производителей дизельных двигателей большой мощности разработали собственные электронные системы впрыска топлива. Примеры включают гидравлические насос-форсунки с электронным управлением (HEUI) и системы с механическим приводом и электронным управлением (MEUI) от Caterpillar, а также ряд систем от Cummins, таких как система аккумуляторных насосов (CAPS), Quantum CELECT, HPI и системы впрыска XPI.

• Введение
• Системы впрыска Cummins
  • Обзор
  • Система впрыска Cummins PT
  • Система насос-форсунок Bendix/Cummins CELECT
  • Аккумуляторная насосная система Cummins
  • Система впрыска топлива Cummins HPI
  • Система впрыска топлива Cummins/Scania XPI
• Системы впрыска Caterpillar
  • Обзор
  • Система впрыска Caterpillar HEUI-A
  • Система впрыска Caterpillar HEUI-B
  • Навистар/Штурман/Сименс G2
  • Система впрыска Caterpillar MEUI-A
  • Системы впрыска Caterpillar MEUI-B/MEUI-C

В связи с возросшим спросом на снижение выбросов дизельных двигателей гибкость и улучшенные характеристики, обеспечиваемые электронным управлением, стали важным стимулом для многих производителей двигателей к внедрению систем впрыска топлива с электронным управлением в конце 1980-х — начале 1990-х годов.

Насосные форсунки, используемые в этих двигателях, хорошо подходили для раннего внедрения электронных топливных форсунок с соленоидным приводом. Конструкции электромагнитных приводов того периода все еще были относительно большими и громоздкими, а насос-форсунка для двигателя большой мощности предоставляла для него достаточно места. Производителям потребовалось несколько лет, чтобы усовершенствовать конструкцию привода, чтобы сделать его достаточно компактным для использования в системах Common Rail для легких условий эксплуатации [2187] , а также для производства насос-форсунки Delphi E1 для тяжелых условий эксплуатации в 2000 году, в которой громоздкий боковой привод был заменен более компактной конструкцией, которую можно было интегрировать в корпус форсунки.

Поскольку нормы выбросов продолжали ужесточаться, требования, предъявляемые к топливным системам, еще более возросли, и было недостаточно просто обеспечить гибкость в управлении моментом впрыска. Дополнительные драйверы, которые подтолкнули эволюцию систем впрыска дизельного топлива, включали:

• Поддержание точности времени и дозирования топлива в течение ожидаемого срока службы двигателя предъявляет повышенные требования к повторяемости времени и количества впрыска, а также к долговечности форсунок.
• Увеличено давление впрыска для поддержания теплового КПД двигателя и некоторого снижения выбросов выхлопных газов.
• Время отклика инжектора стало меньше, чтобы обеспечить предсказуемый впрыск небольших объемов. Это была важная функция для включения множественных событий внедрения.
• Улучшенный контроль за открытием и закрытием форсунки, чтобы избежать неконтролируемых вторичных впрысков и обеспечить резкое окончание впрыска. Это также было важно для включения множественных инъекций.
• Улучшенный механический КПД системы впрыска для достижения общей цели повышения КПД двигателя.

Ряд крупных производителей двигателей разработали собственные, часто уникальные системы впрыска топлива. Ниже приведены примеры систем впрыска собственной разработки:

• Системы насос-форсунок с электронным управлением корпорации Detroit Diesel, разработанные в 1980-х годах в сотрудничестве с Rochester Products Division компании GM.
• Система насос-форсунок Caterpillar с гидравлическим приводом и электронным управлением (HEUI).
• Система впрыска Cummins HPI, разработанная в сотрудничестве со Scania.

В других случаях крупные производители двигателей большой мощности смогли приобрести запатентованные технологии и разработать концепцию собственной линейки двигателей. Примером может служить система насос-форсунки Bendix Diesel Engine Controls, которая была лицензирована Cummins и использовалась в насос-форсунке CELECT.

Хотя в этой статье описывается эволюция электронных систем впрыска топлива для двух конкретных производителей двигателей — Cummins и Caterpillar, следует признать, что она никоим образом не охватывает весь спектр систем впрыска, доступных в дизельных двигателях большой мощности. Также очень распространены топливные системы таких поставщиков, как Bosch, Delphi, Siemens/Continental, Denso и других.

###

Цифровое устройство управления системой впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания (Патент)

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другие родственные исследования

Раскрыто цифровое устройство управления для управления по меньшей мере одним из соленоидов клапанов впрыска топлива, связанных с двигателем внутреннего сгорания, в соответствии как с количеством воздуха, вводимого в двигатель, так и с числом оборотов двигателя. Цифровое устройство управления содержит два средства формирования импульсов, коммутационный элемент, двоичный счетчик и цифровую вычислительную машину. Импульсный сигнал, поступающий от средства генерирования импульсов и имеющий ширину импульса, обратно пропорциональную числу оборотов двигателя, вызывает замыкание переключающего элемента. Импульсные сигналы, поступающие от других средств генерирования импульсов, частота каждого сигнала пропорциональна количеству воздуха, поданного в двигатель, проходят через переключающий элемент в течение периода проводимости переключающего элемента. При этом количество прошедших импульсных сигналов подсчитывается двоичным счетчиком. Цифровой сигнал, поступающий от двоичного счетчика, подается на цифровой компьютер для выполнения арифметических функций управления соленоидами клапанов впрыска топлива.

Изобретатели:

Аоки, К.

Дата публикации:

1980-02-19

Идентификатор ОСТИ:

5684162

Номер(а) патента:

США 4188922

Правопреемник:

Toyota Jidosha Kogyo K K (Япония)

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Дата приоритета патента: Дата приоритета 16 ноября 1976 г., Япония; Дополнительная информация: PAT-APPL-846359

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА; ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; РАСХОД ВОЗДУХА; СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ; РАСХОД; ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ; СОЛЕНОИДЫ; ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ; КЛАПАНЫ; КОНТРОЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КАТУШКИ; ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ДВИГАТЕЛИ; ОБОРУДОВАНИЕ; РЕГУЛЯТОРЫ ПОТОКА; ПОТОК ЖИДКОСТИ; ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ; ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ; ПОТОК ГАЗА; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; 330100* — Двигатели внутреннего сгорания

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Аоки, К. Цифровое устройство управления системой впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания . США: Н. П., 1980. Веб.

Копировать в буфер обмена

Аоки, К. Цифровое устройство управления системой впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Аоки, К. 1980. «Цифровое устройство управления системой впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_5684162,
title = {Цифровое устройство управления системой впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания},
автор = {Аоки, К},
abstractNote = {Раскрыто цифровое устройство управления для управления по меньшей мере одним из соленоидов клапанов впрыска топлива, связанных с двигателем внутреннего сгорания, в соответствии как с количеством воздуха, вводимого в двигатель, так и с числом оборотов двигателя. Цифровое устройство управления содержит два средства формирования импульсов, коммутационный элемент, двоичный счетчик и цифровую вычислительную машину. Импульсный сигнал, поступающий от средства генерирования импульсов и имеющий ширину импульса, обратно пропорциональную числу оборотов двигателя, вызывает замыкание переключающего элемента. Импульсные сигналы, поступающие от других средств генерирования импульсов, частота каждого сигнала пропорциональна количеству воздуха, поданного в двигатель, проходят через переключающий элемент в течение периода проводимости переключающего элемента. При этом количество прошедших импульсных сигналов подсчитывается двоичным счетчиком. Цифровой сигнал, полученный от двоичного счетчика, подается на цифровой компьютер для выполнения арифметических функций управления соленоидами клапанов впрыска топлива.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/5684162}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1980},
месяц = ​​{2}
}

Копировать в буфер обмена

Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.