Auto-Kraftstoffeinspritzsysteme, Zweck, Arten von Einspritzsystemen für Benzin- und Dieselmotoren. Wie funktioniert ein Injektor- und Kraftstoffeinspritzsystem? Kraftstoffeinspritzung

D. Sosnin

Wir beginnen mit der Veröffentlichung von Artikeln über moderne Kraftstoffeinspritzsysteme für benzinbetriebene Pkw-Verbrennungsmotoren.

1. Vorbemerkung

2. Vorteile von Einspritzsystemen

Dies führt dazu, dass aus einem im Vergaser erzeugten homogenen TV-Gemisch ungleiche Luft-Kraftstoff-Ladungen in verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine entstehen. Dadurch liefert der Motor nicht die Auslegungsleistung, die Gleichmäßigkeit des Drehmoments geht verloren, der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffanteil in den Abgasen steigen.

Bei Vergasermotoren ist es sehr schwierig, mit diesem Phänomen umzugehen. Es ist auch zu beachten, dass ein moderner Vergaser nach dem Zerstäubungsprinzip arbeitet, bei dem Benzin in einen in die Zylinder gesaugten Luftstrom gesprüht wird. In diesem Fall bilden sich ziemlich große Kraftstofftröpfchen (Abb. 3, a),

Das sorgt nicht für eine hochwertige Vermischung von Benzin und Luft. Schlechte Durchmischung und große Tröpfchen erleichtern das Absetzen von Benzin an den Wänden des Saugrohrs und an den Wänden der Zylinder beim Ansaugen des TV-Gemischs. Beim zwangsweisen Versprühen von Benzin unter Druck durch eine kalibrierte Düse der Düse können die Kraftstoffpartikel jedoch im Vergleich zum Versprühen von Benzin während der Zerstäubung deutlich kleinere Größen aufweisen (Abb. 3, b). Benzin wird besonders effizient mit einem schmalen Strahl unter hohem Druck versprüht (Abb. 3, c).

Es wurde festgestellt, dass beim Versprühen von Benzin in Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 15 ... 20 Mikrometern die Vermischung mit Luftsauerstoff nicht als Wiegen von Partikeln, sondern auf molekularer Ebene erfolgt. Dadurch wird das TB-Gemisch widerstandsfähiger gegen Temperatur- und Druckänderungen in den Zylindern und langen Saugrohren, was zu einer vollständigeren Verbrennung beiträgt.

So entstand die Idee, die Zerstäuberdüsen eines mechanischen Trägheitsvergasers durch eine zentrale trägheitsfreie Einspritzdüse (CFV) zu ersetzen, die durch ein elektrisches Impulssteuersignal der elektronischen Automatisierungseinheit für eine vorgegebene Zeit öffnet. Gleichzeitig ist neben einer hochwertigen Versprühung und einer effektiven Vermischung von Benzin mit Luft eine höhere Dosiergenauigkeit im TV-Gemisch bei allen möglichen Betriebsarten der Brennkraftmaschine einfach zu erreichen.

Aufgrund der Verwendung eines Kraftstoffversorgungssystems mit Benzineinspritzung haben die Motoren moderner Personenkraftwagen somit nicht die oben genannten Nachteile, die Vergasermotoren innewohnen, d.h. sie sind sparsamer, haben eine höhere Leistungsdichte, halten über einen weiten Drehzahlbereich ein konstantes Drehmoment und der Schadstoffausstoß in die Atmosphäre mit Abgasen ist minimal.

3. Benzineinspritzsystem „Mono-Jetronic“

In Abb. 4 zeigt die zentrale Einspritzeinheit des „Mono-Jetronic“-Systems. Die Abbildung zeigt, dass die Zentraleinspritzdüse (CFV) anstelle des konventionellen Vergasers am Seriensaugrohr verbaut ist.

Doch anders als beim Vergaser, bei dem die automatische Gemischbildung mechanisch gesteuert wird, arbeitet die Mono-Einspritzung rein elektronisch.

In Abb. 5 zeigt ein vereinfachtes Funktionsdiagramm des "Mono-Jetronic"-Systems.

Die elektronische Steuereinheit (ECU) arbeitet mit den Eingangssensoren 1-7, die den aktuellen Zustand und die Betriebsart des Motors erfassen. Auf der Grundlage des Satzes von Signalen dieser Sensoren und unter Verwendung von Informationen aus den dreidimensionalen Eigenschaften der Einspritzung in die ECU werden Beginn und Dauer des Öffnungszustands des zentralen Injektors 15 berechnet.

Basierend auf den berechneten Daten erzeugt die ECU ein elektrisches Impulssteuersignal S für das CFV. Dieses Signal wirkt auf die Spule 8 des Magnetmagneten des Injektors, dessen Rückschlagventil 11 öffnet, und durch die Spritzdüse 12 wird Benzin mit einem Druck von 1,1 bar in die Kraftstoffzuleitung 19 in das Saugrohr zwangsweise durch die offene Drosselklappe 14.

Bei einer gegebenen Größe der Drosselklappenmembran und einem kalibrierten Abschnitt der Spritzdüse wird die in die Zylinder geleitete Luftmassenmenge durch den Öffnungsgrad der Drosselklappe und die in den Luftstrom eingespritzte Benzinmenge bestimmt wird durch die Dauer des geöffneten Zustands des Injektors und den Reserve-(Arbeits-)Druck in der Kraftstoffversorgungsleitung 19 bestimmt.

Damit Benzin vollständig und am effizientesten verbrennt, müssen die Massen von Benzin und Luft im TV-Gemisch in einem genau definierten Verhältnis von 1 / 14,7 (für Benzinsorten mit hoher Oktanzahl) stehen. Dieses Verhältnis wird als stöchiometrisch bezeichnet und entspricht dem Luftüberschusskoeffizienten a gleich eins. Koeffizient a = Md / M0, wobei M0 die Luftmasse ist, die theoretisch für die vollständige Verbrennung einer bestimmten Benzinmenge erforderlich ist, und Md die Masse der tatsächlich verbrannten Luft ist.

Daher ist es klar, dass in jedem Kraftstoffeinspritzsystem ein Messgerät für die Luftmasse vorhanden sein muss, die den Motorzylindern während des Ansaugens zugeführt wird.

Beim „Mono-Jetronic“-System wird die Luftmasse im Steuergerät aus den Messwerten zweier Sensoren (siehe Abb. 4) berechnet: der Ansauglufttemperatur (DTV) und der Drosselklappenstellung (DPD). Der erste befindet sich direkt im Luftströmungsweg im oberen Teil der zentralen Einspritzdüse und ist ein Miniatur-Halbleiterthermistor, der zweite ist ein Widerstandspotentiometer, dessen Motor auf der Drehachse der Drosselklappe (PDZ) montiert ist. .

Da einer bestimmten Winkelstellung der Drosselklappe ein genau definiertes Volumen der durchgeleiteten Luft entspricht, fungiert das Drosselpotentiometer als Luftmengenmesser. Beim „Mono-Jetronic“-System ist er auch ein Motorlastsensor.

Die angesaugte Luftmenge ist jedoch stark temperaturabhängig. Kalte Luft ist dichter und damit schwerer. Mit steigender Temperatur nimmt die Dichte der Luft und ihre Masse ab. Der Temperatureinfluss wird vom DTV-Sensor berücksichtigt.

Der Ansauglufttemperatursensor DTV ändert als Halbleiterthermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstands den spezifischen Widerstandswert von 10 auf 2,5 kOhm, wenn die Temperatur von -30 auf + 20 ° C geändert wird. Das DTV-Sensorsignal wird nur in diesem Temperaturbereich verwendet. In diesem Fall wird die Grunddauer der Benzineinspritzung über den Computer im Bereich von 20 ... 0 % eingestellt. Wenn die Temperatur der Ansaugluft höher als + 20 ° C ist, wird das DTV-Sensorsignal in der ECU blockiert und der Sensor wird nicht verwendet.

Die Signale der Sensoren der Drosselklappenstellung (DPD) und der Temperatur der Ansaugluft (DTV) werden im Fehlerfall in der ECU durch die Signale der Sensoren der Drehzahl (DOD) und der Temperatur des das Kühlmittel (DTD) des Motors.

Aus der im Rechner berechneten Luftmenge sowie dem Drehzahlsignal des Zünddrehzahlsensors wird die erforderliche (Grund-)Dauer des Öffnungszustandes der zentralen Einspritzdüse ermittelt.

Da der Staudruck Рт in der Kraftstoffvorlaufleitung (PBM) konstant ist (bei "Mono-Jetronic" Рт = 1 ... 1,1 bar) und der Düsendurchsatz durch den Gesamtquerschnitt der Spritzdüsenöffnungen eingestellt wird, die Öffnungszeit der Düse bestimmt eindeutig die eingespritzte Benzinmenge. Der Einspritzzeitpunkt (in Abb. 5 das Signal des UHF-Sensors) wird in der Regel gleichzeitig mit dem Signal zur Zündung des TV-Gemisches von der Zündanlage (nach 180° Drehung der Verbrennungsmotor-Kurbelwelle) eingestellt.

Mit der elektronischen Steuerung des Gemischbildungsprozesses ist die Sicherstellung einer hohen Dosiergenauigkeit des eingespritzten Benzins in eine gemessene Luftmasse ein leicht lösbares Problem, und letztendlich wird die Dosiergenauigkeit nicht durch die elektronische Automatisierung, sondern durch die Fertigungsgenauigkeit und Funktionssicherheit von Eingangssensoren und Einspritzdüsen.

In Abb. 6 zeigt den Hauptteil des „Mono-Jetronic“-Systems – die zentrale Einspritzdüse (CFV).

Die zentrale Einspritzdüse ist ein Gasventil, das durch einen elektrischen Impuls von der elektronischen Steuereinheit öffnet. Dazu weist der Injektor einen Elektromagneten 8 mit einem beweglichen Magnetkern 14 auf. Das Hauptproblem bei der Herstellung von Ventilen für die Impulseinspritzung ist die Notwendigkeit, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit der Ventilschließvorrichtung 9 sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen sicherzustellen. Die Lösung des Problems wird erreicht, indem der Magnetkern des Elektromagneten leichter gemacht wird, der Strom im Impulssteuersignal erhöht wird, die Elastizität der Rückstellfeder 13 gewählt wird und auch die Form der Bodenflächen für die Sprühdüse 10.

Die Düse der Düse (Abb. 6, a) besteht aus einer Glocke aus Kapillarröhrchen, deren Anzahl normalerweise mindestens sechs beträgt. Der Winkel am oberen Ende des Trichters wird durch die Öffnung der trichterförmigen Injektionsdüse eingestellt. Bei dieser Form trifft ein Benzinstrahl auch bei leicht geöffneter Drosselklappe nicht auf die Drosselklappe, sondern fliegt in zwei dünne Halbmonde des geöffneten Schlitzes.

Die Zentraldüse des „Mono-Jetronic“-Systems sorgt zuverlässig für eine Mindestöffnungszeit der Spritzdüse 11 von 1 ± 0,1 ms. In dieser Zeit wird bei einem Betriebsdruck von 1 bar etwa ein Milligramm Benzin durch eine Spritzdüse mit einer Fläche von 0,08 mm2 eingespritzt. Dies entspricht einem Kraftstoffverbrauch von 4 l/h bei minimaler Leerlaufdrehzahl (600 U/min) eines warmen Motors. Beim Starten und Warmlaufen eines kalten Motors öffnet der Injektor länger (bis 5 ... 7 ms). Andererseits ist die maximale Einspritzdauer bei warmem Motor (die Zeit des offenen Zustands des Injektors) jedoch durch die maximale Motordrehzahl (6500 ... 7000 min-1) im Vollgasbetrieb begrenzt und kann nicht mehr als 4ms. In diesem Fall beträgt die Betriebsfrequenz der Düsenverriegelung im Leerlauf mindestens 20 Hz und bei Volllast nicht mehr als 200 ... 230 Hz.

Der Drosselklappensensor (Drosselklappenpotentiometer) in Abb. 7. Seine Empfindlichkeit gegenüber der Motordrehung muss die Anforderung von ± 0,5 Winkelgraden der Drehung der Drosselklappenachse 13 erfüllen. Entsprechend der strengen Winkelposition der Drosselachse werden die Anfänge von zwei Motorbetriebsmodi bestimmt: Leerlauf (3 ± 0,5 °) und Volllast (72,5 ± 0,5 °).

Um eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sind die vier Widerstandsbahnen des Potentiometers nach der in Abb. 7, b, und die Achse des Potentiometer-Schiebers (Zweikontakt-Schieber) sitzt in einem spielfreien Teflon-Gleitlager.

Das Potentiometer und die ECU sind durch ein vieradriges Kabel über einen Stiftstecker miteinander verbunden. Um die Zuverlässigkeit der Verbindungen zu erhöhen, sind die Kontakte im Stecker und im Potentiometer-Chip vergoldet. Die Kontakte 1 und 5 sind für die Bereitstellung einer Referenzspannung von 5 ± 0,01 V ausgelegt. Kontakte 1 und 2 - zum Entfernen der Signalspannung, wenn die Drosselklappe um einen Winkel von 0 bis 24 ° gedreht wird (0 ... 30 - Leerlaufmodus) ; 3 .. .24 ° - Modus niedriger Motorlasten). Kontakte 1 und 4 - zum Abnehmen der Signalspannung beim Drehen der Drosselklappe um einen Winkel von 18 bis 90° (18 ... 72,5° - Mittellastbetrieb, 72,5 ... 90° - Volllastbetrieb).

Zusätzlich wird die Signalspannung vom Drosselklappenpotentiometer verwendet:
um die TV-Mischung beim Beschleunigen des Autos anzureichern (die Änderungsgeschwindigkeit des Signals vom Potentiometer wird aufgezeichnet);
um das TV-Gemisch im Volllastmodus anzureichern (der Wert des Signals vom Potentiometer wird aufgezeichnet, nachdem 72,5° der Drosselklappe nach oben gedreht wurde);
um die Kraftstoffeinspritzung im Zwangsleerlauf zu stoppen (das Potentiometersignal wird aufgezeichnet, wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe kleiner als 3° ist. Gleichzeitig wird die Motordrehzahl W überwacht: wenn W> 2100 min-1, ist die Kraftstoffzufuhr gestoppt und wieder bei W . restauriert
Ein interessantes Merkmal des Einspritzsystems "Mono-Jetronic" ist das Vorhandensein des Teilsystems Leerlaufstabilisierung mit einem elektrischen Servoantrieb, der auf die Drosselklappenwelle wirkt, in seiner Zusammensetzung (Abb. 8). Der elektrische Servoantrieb ist mit einem reversiblen Gleichstrommotor 11 ausgestattet.

Der Servoantrieb wird im Leerlauf eingeschaltet und stabilisiert zusammen mit der Schaltung zum Abschalten des Unterdruckreglers des Zündzeitpunkts (Leerlaufstabilisierung - Abb. 2) die Motordrehzahl in diesem Modus.

Dieses Untersystem der Leerlaufdrehzahlstabilisierung funktioniert wie folgt.

Es ist ein Leerlaufsignal für die ECU (der VK-Endschalter wird durch die Servostange geschlossen). Entsprechend diesem Signal wird das pneumatische Absperrventil ZPK angesteuert und der Unterdruckkanal von der Drosselzone des Saugrohrs zum Unterdruckregler BP geschlossen. Der Unterdruckregler funktioniert ab diesem Zeitpunkt nicht und der Zündzeitpunkt wird gleich dem Wert des Einbauwinkels (6 ° bis OT). Gleichzeitig läuft der Motor im Leerlauf stabil. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine Klimaanlage oder ein anderer starker Verbraucher von Motorenergie eingeschaltet wird (z. B. Fernlicht indirekt über einen Generator), beginnt seine Geschwindigkeit zu sinken. Der Motor kann stehen bleiben. Um dies zu verhindern, wird auf Befehl des elektronischen Leerlaufregelkreises (ESCH) im Regler ein elektrischer Servoantrieb zugeschaltet, der die Drosselklappe leicht öffnet. Die Drehzahl wird auf den Nennwert für die gegebene Motortemperatur erhöht. Es ist klar, dass beim Entlasten des Motors seine Drehzahl durch den gleichen elektrischen Servoantrieb auf Normal reduziert wird.

Die ECU des „Mono-Jetronic“-Systems verfügt über einen MCP-Mikroprozessor (siehe Abb. 5) mit permanentem und wahlfreiem Speicher (Memory Unit). Die dreidimensionale Referenzkennlinie der Injektion (TXV) wird in den permanenten Speicher "verdrahtet". Diese Kennlinie ähnelt in gewissem Maße der dreidimensionalen Zündkennlinie, unterscheidet sich jedoch darin, dass ihr Ausgabeparameter nicht der Zündzeitpunkt, sondern die Zeit (Dauer) des offenen Zustands der zentralen Einspritzdüse ist. Die Eingangskoordinaten der TCV-Kennlinie sind die Motordrehzahl (das Signal kommt vom Steuergerät der Zündanlage) und die Ansaugluftmenge (berechnet vom Mikroprozessor im Einspritzrechner). Die Referenzkennlinie des THV enthält die Referenz-(Basis-)Information über das stöchiometrische Verhältnis von Benzin und Luft im TV-Gemisch unter allen möglichen Betriebsarten und Bedingungen des Motorbetriebs. Diese Informationen werden aus dem Speicher des Speichers in den Mikroprozessor der ECU gemäß den eingegebenen Koordinaten der Eigenschaften des THV (entsprechend den Signalen der Sensoren DOD, DPD, DTV) ausgewählt und gemäß den Signalen des Kühlmitteltemperatursensor (DTD) und Sauerstoffsensor (KD).

Der Sauerstoffsensor muss gesondert erwähnt werden. Seine Anwesenheit im Injektionssystem ermöglicht es, die Zusammensetzung der TV-Mischung konstant im stöchiometrischen Verhältnis (a = 1) zu halten. Dies wird dadurch erreicht, dass der KD-Sensor in einem tiefen adaptiven Rückkopplungskreis vom Abgassystem zum Kraftstoffversorgungssystem (zum Einspritzsystem) arbeitet.

Es reagiert auf den Unterschied der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre und in den Abgasen. Tatsächlich ist der CD-Sensor eine chemische Stromquelle erster Art (galvanische Zelle) mit einem Festelektrolyt (spezielles Zell-Cermet) und mit einer hohen (nicht unter 300°C) Betriebstemperatur. Die EMF eines solchen Sensors hängt nahezu stufenweise vom Unterschied der Sauerstoffkonzentration an seinen Elektroden ab (Platin-Radium-Filmbeschichtung auf verschiedenen Seiten der porösen Keramik). Die größte Steilheit (Drop) der EMF-Stufe fällt auf den Wert a = 1.

Der KD-Sensor wird in das Abgasrohr (zB in den Abgaskrümmer) eingeschraubt und liegt mit seiner sensitiven Fläche (positive Elektrode) im Abgasstrom. Oberhalb des Sensorbefestigungsgewindes befinden sich Schlitze, durch die die externe negative Elektrode mit der atmosphärischen Luft kommuniziert. Bei Fahrzeugen mit Katalysator ist die Lambdasonde vor dem Katalysator verbaut und verfügt über eine elektrische Heizwendel, da die Temperatur der Abgase vor dem Katalysator unter 300°C liegen kann. Zudem beschleunigt die elektrische Beheizung der Lambdasonde die Vorbereitung auf den Betrieb.

Der Sensor ist über Signalleitungen mit dem Injektionscomputer verbunden. Wenn ein mageres Gemisch in die Zylinder eintritt (a> 1), ist die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen etwas höher als die Standardkonzentration (bei a = 1). Der KD-Sensor gibt eine niedrige Spannung (ca. 0,1 V) aus und die ECU passt anhand dieses Signals die Dauer der Benzineinspritzung in Richtung ihres Anstiegs an. Der Koeffizient a nähert sich wieder eins. Wenn der Motor mit fettem Gemisch läuft, gibt die Lambdasonde eine Spannung von etwa 0,9 V aus und arbeitet in umgekehrter Reihenfolge.

Interessant ist, dass die Lambdasonde nur bei Motorbetriebsarten, bei denen die Anreicherung des TV-Gemisches auf a > 0,9 begrenzt ist, an der Gemischbildung beteiligt ist. Dies sind Modi wie Last bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten und Leerlauf bei warmem Motor. Andernfalls wird der CD-Sensor in der ECU deaktiviert (blockiert) und die TV-Mischungszusammensetzung wird nicht für die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen korrigiert. Dies geschieht beispielsweise im Start- und Aufheizmodus eines kalten Motors und in seinen erzwungenen Modi (Beschleunigung und Volllast). In diesen Modi ist eine deutliche Anreicherung des TV-Gemisches erforderlich, und daher ist die Aktivierung des Sauerstoffsensors ("das Drücken" des Koeffizienten a auf eins) hier nicht akzeptabel.

In Abb. Fig. 10 zeigt ein Funktionsschema des Einspritzsystems "Mono-Jetronic" mit all seinen Komponenten.

Jedes Einspritzsystem in seinem Teilsystem Kraftstoffversorgung enthält notwendigerweise einen geschlossenen Kraftstoffring, der vom Gastank ausgeht und dort endet. Dazu gehören: BB Gastank, EBN elektrische Kraftstoffpumpe, FTOT Kraftstofffeinfilter, RT Kraftstoffverteiler (bei „Mono-Jetronic“ ist dies eine zentrale Einspritzdüse) und ein Druckregler RD, der nach dem a .-Prinzip arbeitet Entlüftungsventil bei Überschreiten des vorgeschriebenen Arbeitsdruckes in einem geschlossenen Ring (bei „Mono-Jetronic“-System 1 ... 1,1 bar).

Der geschlossene Brennstoffring hat drei Funktionen:

Er hält über einen Druckregler den erforderlichen konstanten Betriebsdruck für den Kraftstoffverteiler;

Mit Hilfe einer federbelasteten Membran im Druckregler hält dieser nach dem Abstellen des Motors einen gewissen Restdruck (0,5 bar), der beim Abkühlen des Motors Dampfbildung und Luftstau in den Kraftstoffleitungen verhindert;

Sorgt für Kühlung des Einspritzsystems durch die ständige Benzinzirkulation in einem geschlossenen Kreislauf. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass das System „Mono-Jetronic“ nur bei Pkw der mittleren Konsumklasse zum Einsatz kommt, beispielsweise bei westdeutschen Pkw: „Volkswagen-Passat“, „Volkswagen-Polo“, „Audi -80".
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In den späten 60er und frühen 70er Jahren des 20. Jahrhunderts trat das Problem der Umweltverschmutzung durch Industrieabfälle auf, unter denen ein erheblicher Teil die Abgase von Autos waren. Die Zusammensetzung der Verbrennungsprodukte von Verbrennungsmotoren interessierte bis dahin niemanden. Um den Lufteinsatz während des Verbrennungsprozesses zu maximieren und die maximal mögliche Motorleistung zu erreichen, wurde die Zusammensetzung des Gemisches so angepasst, dass ein Überschuss an Benzin darin enthalten war.

Infolgedessen war in den Verbrennungsprodukten absolut kein Sauerstoff enthalten, jedoch blieb unverbrannter Kraftstoff zurück, und es werden hauptsächlich bei unvollständiger Verbrennung gesundheitsschädliche Stoffe gebildet. Um die Leistung zu steigern, installierten die Konstrukteure Beschleunigerpumpen an den Vergasern, die bei jedem starken Druck auf das Gaspedal, d.h. wenn eine starke Beschleunigung des Autos erforderlich ist. In diesem Fall gelangt eine übermäßige Kraftstoffmenge in die Zylinder, die nicht der Luftmenge entspricht.

Im Stadtverkehr arbeitet die Beschleunigerpumpe an fast allen Kreuzungen mit Ampeln, an denen Autos entweder anhalten oder schnell anfahren müssen. Eine unvollständige Verbrennung tritt auch auf, wenn der Motor im Leerlauf ist, und insbesondere wenn der Motor bremst. Bei geschlossener Drosselklappe strömt Luft mit hoher Geschwindigkeit durch die Leerlaufkanäle des Vergasers und saugt zu viel Kraftstoff an.

Durch den hohen Unterdruck im Saugrohr wird wenig Luft in die Zylinder gesaugt, der Druck im Brennraum bleibt am Ende des Verdichtungstaktes relativ niedrig, der Verbrennungsprozess eines zu fetten Gemisches verlangsamt sich und viel unverbrannter Kraftstoff verbleibt in den Abgasen. Die beschriebenen Motorbetriebsarten erhöhen den Gehalt an toxischen Verbindungen in Verbrennungsprodukten stark.

Es wurde offensichtlich, dass zur Verringerung der für das menschliche Leben schädlichen Emissionen in die Atmosphäre eine radikale Änderung der Herangehensweise an die Konstruktion von Kraftstoffanlagen erforderlich ist.

Um schädliche Emissionen im Abgassystem zu reduzieren, wurde vorgeschlagen, einen Abgaskatalysator einzubauen. Wirksam arbeitet der Katalysator aber nur, wenn das sogenannte normale Kraftstoff-Luft-Gemisch im Motor verbrannt wird (Luft/Benzin-Gewichtsverhältnis 14,7:1). Jede Abweichung der Zusammensetzung der Mischung von der angegebenen führte zu einer Verringerung der Effizienz ihrer Arbeit und zu einem beschleunigten Ausfall. Für eine stabile Aufrechterhaltung eines solchen Verhältnisses des Arbeitsgemisches waren Vergasersysteme nicht mehr geeignet. Die einzige Alternative könnten Einspritzsysteme sein.

Die ersten Systeme waren rein mechanisch mit geringem Einsatz elektronischer Komponenten. Die Praxis der Verwendung dieser Systeme hat jedoch gezeigt, dass sich die Parameter der Mischung, deren Stabilität die Entwickler erhofften, mit dem Betrieb des Autos ändern. Dieses Ergebnis ist ganz natürlich, wenn man den Verschleiß und die Verschmutzung der Systemelemente und des Verbrennungsmotors selbst während seines Betriebs berücksichtigt. Es stellte sich die Frage nach einem System, das sich im Arbeitsprozess selbst korrigieren kann und die Bedingungen für die Zubereitung des Arbeitsgemisches je nach äußeren Bedingungen flexibel verschiebt.

Es wurde folgende Lösung gefunden. Feedback wurde in das Einspritzsystem eingebracht – ein Sensor für den Sauerstoffgehalt der Abgase, die sogenannte Lambda-Sonde, wurde direkt vor dem Katalysator in die Abgasanlage eingebaut. Dieses System wurde bereits unter Berücksichtigung des Vorhandenseins eines so grundlegenden Elements für alle nachfolgenden Systeme wie einer elektronischen Steuereinheit (ECU) entwickelt. Basierend auf den Signalen des Sauerstoffsensors passt die ECU die Kraftstoffzufuhr zum Motor an und hält die gewünschte Gemischzusammensetzung präzise ein.

Bis heute hat der Einspritzmotor (oder auf Russisch Einspritzmotor) das veraltete fast vollständig ersetzt
Vergasersystem. Der Einspritzmotor verbessert die Betriebs- und Leistungsanzeigen des Autos erheblich
(Beschleunigungsdynamik, Umweltleistung, Kraftstoffverbrauch).

Kraftstoffeinspritzsysteme haben gegenüber Vergasersystemen folgende Hauptvorteile:

• genaue Dosierung des Kraftstoffs und damit sparsamerer Kraftstoffverbrauch.
• Verringerung der Toxizität von Abgasen. Dies wird durch die Optimalität des Kraftstoff-Luft-Gemisches und den Einsatz von Sensoren für die Parameter der Abgase erreicht.
• Erhöhung der Motorleistung um ca. 7-10%. Es erfolgt aufgrund der Verbesserung der Füllung der Zylinder die optimale Einstellung des Zündzeitpunktes entsprechend der Betriebsart des Motors.
• Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des Autos. Das Einspritzsystem reagiert sofort auf Laständerungen, indem es die Parameter des Kraftstoff-Luft-Gemisches anpasst.
• einfache Inbetriebnahme unabhängig von den Wetterbedingungen.

Das Gerät und das Funktionsprinzip (zum Beispiel ein elektronisches verteiltes Injektionssystem)

Bei modernen Einspritzmotoren ist für jeden Zylinder ein eigener Injektor vorgesehen. Alle Injektoren sind mit dem Kraftstoffverteiler verbunden, wo der Kraftstoff unter Druck steht, der von einer elektrischen Benzinpumpe erzeugt wird. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs hängt von der Öffnungsdauer des Injektors ab. Der Öffnungszeitpunkt wird von der elektronischen Steuereinheit (Controller) anhand der von ihr verarbeiteten Daten verschiedener Sensoren geregelt.

Der Luftmassenmesser dient zur Berechnung der zyklischen Füllung der Zylinder. Es wird der Luftmassenstrom gemessen, der dann vom Programm in eine zylinderzyklische Befüllung umgerechnet wird. Bei Ausfall eines Sensors werden dessen Messwerte ignoriert, die Berechnung erfolgt nach den Notfalltabellen.

Der Drosselklappensensor berechnet den Motorlastfaktor und ändert ihn in Abhängigkeit von Drosselklappenwinkel, Motordrehzahl und Arbeitszyklus.

Der Kühlmitteltemperatursensor dient zur Ermittlung der Korrektur der Kraftstoffzufuhr und Zündung nach Temperatur und zur Steuerung des Elektrolüfters. Fällt der Sensor aus, werden seine Messwerte ignoriert, die Temperatur wird in Abhängigkeit von der Motorlaufzeit aus der Tabelle entnommen.

Der Kurbelwellenpositionssensor dient der allgemeinen Systemsynchronisation, der Motordrehzahl und Kurbelwellenposition zu bestimmten Zeitpunkten berechnet. DPKV ist ein Polarsensor. Bei falschem Einschalten springt der Motor nicht an. Wenn der Sensor ausfällt, funktioniert das System nicht. Dies ist der einzige "lebenswichtige" Sensor im System, bei dem die Bewegung des Autos unmöglich ist. Bei Unfällen mit allen anderen Sensoren können Sie selbstständig zum Autoservice gelangen.

Der Sauerstoffsensor dient zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen. Die vom Sensor gelieferten Informationen werden von der elektronischen Steuereinheit verwendet, um die zugeführte Kraftstoffmenge anzupassen. Der Sauerstoffsensor wird nur in Systemen mit einem Katalysator verwendet, der den Toxizitätsnormen Euro-2 und Euro-3 entspricht (Euro-3 verwendet zwei Sauerstoffsensoren - vor und nach dem Katalysator).

Der Klopfsensor dient der Klopfüberwachung. Wenn der letzte erkannt wird, schaltet die ECU den Klopfunterdrückungsalgorithmus ein und passt sofort den Zündzeitpunkt an.

Dies sind nur einige der grundlegenden Sensoren, die für die Funktion des Systems erforderlich sind. Der komplette Sensorsatz an verschiedenen Autos hängt vom Einspritzsystem, von den Toxizitätsstandards usw. ab.

Über die Ergebnisse der Abfrage der im Programm definierten Sensoren steuert das ECU-Programm die Aktoren, darunter: Injektoren, eine Gaspumpe, ein Zündmodul, einen Leerlaufregler, ein Adsorberventil für ein Benzindampfrückgewinnungssystem, ein Kühlsystem Lüfter usw. (auch hier hängt alles vom jeweiligen Modell ab)

Von all dem weiß vielleicht nicht jeder, was ein Adsorber ist. Der Adsorber ist ein Element eines geschlossenen Kreislaufs zur Rückführung von Benzindämpfen. Euro-2-Normen verbieten den Kontakt der Gastankbelüftung mit der Atmosphäre, Benzindämpfe müssen gesammelt (adsorbiert) und beim Blasen zur Nachverbrennung in die Zylinder geleitet werden. Bei Motorstillstand gelangen Benzindämpfe aus Tank und Saugrohr in den Adsorber und werden dort absorbiert. Beim Anlassen des Motors wird der Adsorber auf Befehl der ECU von dem vom Motor angesaugten Luftstrom durchblasen, die Dämpfe werden von diesem Strom abtransportiert und im Brennraum verbrannt.

Arten von Kraftstoffeinspritzsystemen

Je nach Anzahl der Injektoren und Ort der Kraftstoffversorgung werden Einspritzsysteme in drei Typen unterteilt: Einzel- oder Monoeinspritzung (ein Injektor im Saugrohr für alle Zylinder), Mehrpunkt- oder verteilte (jeder Zylinder hat seine eigener Injektor, der den Krümmer mit Kraftstoff versorgt) und direkt (der Kraftstoff wird wie bei Dieselmotoren durch Injektoren direkt den Zylindern zugeführt).

Einzelpunkteinspritzung einfacher, es ist weniger mit Steuerelektronik vollgestopft, aber auch weniger effizient. Die Steuerelektronik ermöglicht es Ihnen, Informationen von den Sensoren auszulesen und die Einspritzparameter sofort zu ändern. Wichtig ist auch, dass Vergasermotoren ohne bauliche Veränderungen oder technologische Änderungen in der Produktion leicht auf Monoeinspritzung umgestellt werden können. Die Einzelpunkteinspritzung hat gegenüber dem Vergaser einen Vorteil in Bezug auf Kraftstoffverbrauch, Umweltfreundlichkeit und relative Stabilität und Zuverlässigkeit der Parameter. Aber in der Gasannahme des Motors verliert die Einzelpunkteinspritzung. Ein weiterer Nachteil: Sowohl bei der Einzelpunkteinspritzung als auch bei der Verwendung eines Vergasers setzen sich bis zu 30 % des Benzins an den Krümmerwänden ab.

Single-Point-Injection-Systeme waren natürlich ein Fortschritt im Vergleich zu Vergaser-Power-Systemen, aber sie entsprechen nicht mehr modernen Anforderungen.

Die Systeme sind perfekter Mehrpunkteinspritzung, bei dem die Kraftstoffzufuhr zu jedem Zylinder einzeln erfolgt. Die verteilte Einspritzung ist leistungsfähiger, wirtschaftlicher und komplexer. Die Verwendung einer solchen Einspritzung erhöht die Motorleistung um etwa 7-10 Prozent. Die Hauptvorteile der verteilten Injektion:

• die Fähigkeit, sich automatisch an unterschiedliche Geschwindigkeiten anzupassen und dementsprechend die Füllung der Zylinder zu verbessern, wodurch das Auto bei gleicher maximaler Leistung viel schneller beschleunigt;
• Benzin wird in der Nähe des Einlassventils eingespritzt, was die Setzverluste im Saugrohr deutlich reduziert und eine präzisere Steuerung der Kraftstoffzufuhr ermöglicht.

Als weiteres und wirksames Mittel zur Optimierung der Gemischverbrennung und zur Steigerung der Effizienz eines Ottomotors implementiert es einfache
Prinzipien. Nämlich: Es versprüht den Kraftstoff gründlicher, vermischt sich besser mit Luft und entsorgt das fertige Gemisch bei verschiedenen Motorbetriebszuständen kompetenter. Infolgedessen verbrauchen Direkteinspritzer weniger Kraftstoff als herkömmliche "Einspritzer" (insbesondere bei leiser Fahrt bei niedriger Geschwindigkeit); bei gleichem Arbeitsvolumen sorgen sie für eine intensivere Beschleunigung des Autos; sie haben einen saubereren Auspuff; sie garantieren durch das größere Verdichtungsverhältnis und den Kühleffekt der Luft beim Verdampfen des Kraftstoffs in den Zylindern ein höheres Litervolumen. Gleichzeitig benötigen sie hochwertiges Benzin mit einem geringen Gehalt an Schwefel und mechanischen Verunreinigungen, um den normalen Betrieb der Kraftstoffanlage zu gewährleisten.

Und nur die größte Diskrepanz zwischen den derzeit in Russland und der Ukraine geltenden GOSTs und europäischen Standards ist der erhöhte Gehalt an Schwefel, aromatischen Kohlenwasserstoffen und Benzol. Zum Beispiel erlaubt der russisch-ukrainische Standard das Vorhandensein von 500 mg Schwefel in 1 kg Kraftstoff, während Euro-3 - 150 mg, Euro-4 - nur 50 mg und Euro-5 - nur 10 mg. Schwefel und Wasser können Korrosionsprozesse an der Oberfläche von Teilen aktivieren, und Schmutz ist eine Quelle für abrasiven Verschleiß der kalibrierten Löcher von Düsen und Kolbenpaaren von Pumpen. Durch Verschleiß sinkt der Arbeitsdruck der Pumpe und die Qualität der Benzinzerstäubung verschlechtert sich. All dies spiegelt sich in den Eigenschaften der Motoren und der Gleichmäßigkeit ihres Betriebs wider.

Mitsubishi war der erste, der einen Direkteinspritzer in einem Serienfahrzeug einsetzte. Daher betrachten wir die Vorrichtung und die Wirkungsweise der Direkteinspritzung am Beispiel eines GDI-Motors (Benzindirekteinspritzung). Der GDI-Motor kann in einem ultramageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben werden: Luft-Kraftstoff-Massenverhältnis von bis zu 30-40:1.

Das maximal mögliche Verhältnis für herkömmliche Einspritzmotoren mit verteilter Einspritzung beträgt 20-24: 1 (es sei daran erinnert, dass die optimale, sogenannte stöchiometrische Zusammensetzung 14,7: 1 beträgt) - wenn der Luftüberschuss größer ist, das Gemisch zu mager wird sich einfach nicht entzünden. Beim GDI-Motor befindet sich der zerstäubte Kraftstoff in Form einer Wolke im Zylinder, konzentriert im Bereich der Zündkerze.

Daher ist das Gemisch zwar im Allgemeinen zu stark erschöpft, aber an der Zündkerze liegt es nahe der stöchiometrischen Zusammensetzung und ist leicht entzündlich. Gleichzeitig hat das magere Gemisch im restlichen Volumen eine viel geringere Detonationsneigung als das stöchiometrische. Der letztere Umstand ermöglicht es Ihnen, das Verdichtungsverhältnis zu erhöhen und somit sowohl Leistung als auch Drehmoment zu erhöhen. Dadurch, dass beim Einspritzen und Verdampfen des Kraftstoffs in den Zylinder die Luftfüllung gekühlt wird - die Füllung der Zylinder wird etwas verbessert und die Wahrscheinlichkeit einer Detonation wird erneut verringert.

Die wichtigsten konstruktiven Unterschiede zwischen GDI und konventioneller Einspritzung:

Hochdruck-Kraftstoffpumpe (TNVD). Eine mechanische Pumpe (ähnlich einer Dieseleinspritzpumpe) baut einen Druck von 50 bar auf (bei einem Einspritzmotor erzeugt eine elektrische Pumpe im Tank einen Druck von ca. 3-3,5 bar in der Leitung).

• Hochdruck-Drallzerstäuberdüsen erzeugen die Form der Kraftstoffflamme entsprechend der Motorbetriebsart. Im Leistungsmodus erfolgt die Einspritzung im Ansaugmodus und eine konische Luft-Kraftstoff-Flamme wird gebildet. Im supermageren Betriebsmodus erfolgt die Einspritzung am Ende des Verdichtungstakts und ein kompakter Luft-Kraftstoff
  ein Brenner, der den konkaven Kolbenboden direkt auf die Zündkerze leitet.
• Kolben. Im Boden einer speziellen Form ist eine Aussparung angebracht, mit deren Hilfe das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Bereich der Zündkerze geleitet wird.
• Ansaugkanäle. Der GDI-Motor verwendet vertikale Ansaugkanäle, die für die Bildung eines sogenannten Zylinders sorgen. „Umgekehrter Wirbel“, der das Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Stopfen leitet und die Füllung der Zylinder mit Luft verbessert (bei einem herkömmlichen Motor wird der Wirbel im Zylinder in die entgegengesetzte Richtung verwirbelt).

GDI-Motorbetriebsarten

Es gibt insgesamt drei Motorbetriebsmodi:

• Supermagerer Verbrennungsmodus (Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungstakt).
• Power-Modus (Einspritzung im Ansaugtakt).
• Zweistufiger Modus (Einspritzung im Ansaug- und Verdichtungstakt) (verwendet bei Euro-Modifikationen).

Super-magerer Verbrennungsmodus(Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungstakt). Dieser Modus wird bei geringer Belastung verwendet: bei ruhiger Stadtfahrt und bei Fahrten außerhalb der Stadt mit konstanter Geschwindigkeit (bis 120 km/h). Kraftstoff wird von einem kompakten Brenner am Ende des Kompressionshubs in Richtung des Kolbens eingespritzt, von diesem reflektiert, mit Luft vermischt und in Richtung der Zündkerze verdampft. Obwohl das Gemisch im Hauptvolumen des Brennraums extrem mager ist, ist die Ladung im Bereich der Kerze fett genug, um durch einen Funken gezündet zu werden und den Rest des Gemisches zu entzünden. Dadurch läuft der Motor auch bei einem Gesamt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 40:1 rund.

Das Betreiben des Motors mit einem sehr mageren Gemisch stellte ein neues Problem dar - die Neutralisierung der Abgase. Tatsache ist, dass in diesem Modus Stickoxide den Großteil ausmachen und daher ein herkömmlicher Katalysator wirkungslos wird. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Abgasrückführung (AGR-Exhaust Gas Recirculation) eingesetzt, die die Stickoxid-Bildung stark reduziert und ein zusätzlicher NO-Katalysator verbaut.

Das AGR-System, das das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit Abgasen „verdünnt“, senkt die Verbrennungstemperatur im Brennraum und „dämpft“ dadurch die aktive Bildung schädlicher Oxide, darunter NOx. Es ist jedoch nicht möglich, eine vollständige und stabile Neutralisierung von NOx allein durch AGR sicherzustellen, da bei einer Erhöhung der Motorlast die Menge an rückgeführtem Abgas reduziert werden muss. Daher wurde am Direkteinspritzer ein NO-Katalysator verbaut.

Es gibt zwei Arten von Katalysatoren zur Reduzierung der NOx-Emissionen – selektiv (selektive Reduktionsart) und
Akkumulationstyp (NOx-Fallen-Typ). Speicherkatalysatoren sind effizienter, aber extrem empfindlich gegenüber schwefelreichen Kraftstoffen, auf die selektive weniger anfällig sind. Dementsprechend werden bei Modellen für Länder mit niedrigem Schwefelgehalt im Benzin Speicherkatalysatoren verbaut, für den Rest selektive Katalysatoren.

Power-Modus(Einspritzung im Ansaugtakt). Der sogenannte „homogene Mischmodus“ wird bei intensiven Stadtfahrten, schnellem Vorortverkehr und Überholmanövern eingesetzt. Der Kraftstoff wird im Ansaugtakt von einem konischen Brenner eingespritzt, vermischt sich mit der Luft und bildet ein homogenes Gemisch, wie bei einem herkömmlichen Motor mit Mehrfacheinspritzung. Die Zusammensetzung der Mischung ist nahezu stöchiometrisch (14,7: 1)

Zweistufiger Modus(Einspritzung im Ansaug- und Verdichtungstakt). In diesem Modus können Sie das Motordrehmoment erhöhen, wenn der Fahrer bei niedriger Geschwindigkeit stark auf das Gaspedal drückt. Wenn der Motor mit niedrigen Drehzahlen läuft und ihm plötzlich ein fettes Gemisch zugeführt wird, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Detonation. Daher wird die Injektion in zwei Stufen durchgeführt. Beim Ansaugtakt wird eine kleine Menge Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt und kühlt die Luft im Zylinder. Dabei wird der Zylinder mit einem ultramageren Gemisch (ca. 60:1) gefüllt, bei dem keine Detonationsvorgänge auftreten. Dann am Ende der Maßnahme
Kompression wird ein kompakter Kraftstoffstrahl abgegeben, der das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff im Zylinder auf „fett“ 12:1 bringt.

Warum wird dieser Modus nur für Autos für den europäischen Markt eingeführt? Ja, denn niedrige Geschwindigkeiten und ständige Staus gehören zu Japan, und Europa hat lange Autobahnen und hohe Geschwindigkeiten (und damit hohe Motorlasten).

Mitsubishi leistete Pionierarbeit beim Einsatz der Direkteinspritzung. Heute wird eine ähnliche Technologie von Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) und Toyota (JIS) verwendet. Das Hauptfunktionsprinzip dieser Antriebssysteme ist ähnlich - die Zufuhr von Benzin nicht in den Ansaugtrakt, sondern direkt in den Brennraum und die Bildung einer schichtweisen oder homogenen Gemischbildung in verschiedenen Betriebsarten des Motors. Aber auch diese Kraftstoffsysteme weisen teilweise erhebliche Unterschiede auf. Die wichtigsten sind der Arbeitsdruck im Kraftstoffsystem, die Position der Injektoren und deren Konstruktion.

Eines der wichtigsten Arbeitssysteme fast jedes Autos ist die Kraftstoffeinspritzung, denn dank ihr wird die vom Motor zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigte Kraftstoffmenge bestimmt. Heute werden wir die Funktionsweise dieses Systems am Beispiel einiger seiner Typen betrachten und uns mit den vorhandenen Sensoren und Aktoren vertraut machen.

1. Merkmale des Kraftstoffeinspritzsystems

Bei heute produzierten Motoren wurde das Vergasersystem lange Zeit abgeschafft, das vollständig durch ein neueres und verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem ersetzt wurde. Die Kraftstoffeinspritzung wird allgemein als ein System zum Dosieren von Kraftstofffluid in die Zylinder eines Fahrzeugmotors bezeichnet. Es kann sowohl bei Benzin- als auch bei Dieselmotoren installiert werden, es ist jedoch klar, dass das Design und das Funktionsprinzip unterschiedlich sein werden. Beim Einsatz an Ottomotoren entsteht bei der Einspritzung ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch, das durch den Funken der Zündkerze zwangsweise gezündet wird.

Beim Dieselmotor wird der Kraftstoff unter sehr hohem Druck eingespritzt und die erforderliche Kraftstoffmenge mit heißer Luft vermischt und entzündet sich fast sofort. Die eingespritzte Kraftstoffmenge und gleichzeitig die gesamte Motorleistung wird durch den Einspritzdruck bestimmt. Daher wird die Leistung der Leistungseinheit umso höher, je höher der Druck ist.

Heute gibt es eine ziemlich große Artenvielfalt dieses Systems, und die Haupttypen umfassen: Direkteinspritzung, Monoeinspritzung, mechanisches und verteiltes System.

Das Funktionsprinzip der Direkt-(Direkt-)Kraftstoffeinspritzung besteht darin, dass die Kraftstoffflüssigkeit über Injektoren direkt in die Zylinder des Motors (zB wie ein Dieselmotor) geleitet wird. Zum ersten Mal wurde ein solches Schema in der militärischen Luftfahrt während des Zweiten Weltkriegs und bei einigen Autos der Nachkriegszeit verwendet (der erste war der Goliath GP700). Die damalige Direkteinspritzung konnte jedoch nicht die gebührende Popularität erlangen, was an den zum Betrieb notwendigen teuren Hochdruck-Kraftstoffpumpen und dem originalen Zylinderkopf lag.

Infolgedessen gelang es den Ingenieuren nicht, die Betriebsgenauigkeit und Zuverlässigkeit des Systems zu erreichen. Erst Anfang der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts begann aufgrund der Verschärfung der Umweltstandards das Interesse an der Direkteinspritzung wieder zu wachsen. Zu den ersten Unternehmen, die mit der Produktion solcher Motoren begannen, gehörten Mitsubishi, Mercedes-Benz, Peugeot-Citroen, Volkswagen, BMW.

Generell könnte man die Direkteinspritzung als den Höhepunkt der Antriebsentwicklung bezeichnen, wenn nicht zum einen ... Solche Motoren stellen hohe Anforderungen an die Kraftstoffqualität und emittieren bei mageren Gemischen auch stark Stickoxide, die muss durch komplizierte Konstruktion des Motors behandelt werden ...

Die Einzelpunkteinspritzung (auch "Monoeinspritzung" oder "Zentraleinspritzung" genannt) ist ein System, das in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts als Alternative zum Vergaser eingesetzt wurde, zumal die Funktionsprinzipien sehr ähnlich sind : Luftströme werden während des Ansaugkrümmers mit Kraftstoffflüssigkeit vermischt, aber die Düse ersetzt den komplexen und empfindlichen Vergaser. Natürlich gab es in der Anfangsphase der Entwicklung des Systems überhaupt keine Elektronik und die Benzinversorgung wurde durch mechanische Geräte gesteuert. Trotz einiger Nachteile verlieh die Verwendung der Einspritzung dem Motor jedoch immer noch viel höhere Nennleistungen und eine deutlich höhere Kraftstoffeffizienz.

Und das alles dank derselben Düse, die es ermöglichte, Kraftstoffflüssigkeit viel genauer zu dosieren und in kleine Partikel zu sprühen. Durch die Mischung mit Luft wurde eine homogene Mischung erhalten, und wenn sich die Fahrbedingungen des Autos und der Betriebsmodus des Motors änderten, änderte sich seine Zusammensetzung fast sofort. Es stimmt, es gab auch einige Nachteile. Da beispielsweise die Düse in den meisten Fällen im Gehäuse des ehemaligen Vergasers eingebaut war und sperrige Sensoren das "Atmen des Motors" erschwerten, stieß der in den Zylinder eintretende Luftstrom auf erheblichen Widerstand. Theoretisch wäre ein solcher Defekt leicht zu beseitigen, aber bei der bestehenden schlechten Verteilung des Kraftstoffgemisches konnte dann niemand etwas tun. Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum Single-Point-Injection in unserer Zeit so selten ist.

Das mechanische Einspritzsystem erschien Ende der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts, als es in Flugzeingesetzt wurde. Es wurde als Benzineinspritzsystem Diesel-Ursprungs mit Hochdruck-Kraftstoffpumpen und geschlossenen Injektoren jedes einzelnen Zylinders präsentiert. Als sie versuchten, sie in einem Auto zu installieren, stellte sich heraus, dass sie der Konkurrenz der Vergasermechanismen nicht standhalten konnten, und der Grund dafür waren die erhebliche Komplexität und die hohen Kosten des Designs.

Erstmals wurde 1949 ein Niederdruck-Einspritzsystem an einem MERSEDES-Wagen verbaut und übertraf leistungsmäßig sofort das Vergaser-Kraftstoffsystem. Diese Tatsache gab den Anstoß zur Weiterentwicklung der Idee der Benzineinspritzung für Autos mit Verbrennungsmotor. Aus preispolitischer und betriebssicherer Sicht am erfolgreichsten ist dabei die Mechanik „K-Jetronic“ von BOSCH. Seine Serienproduktion wurde bereits 1951 aufgenommen und hat sich fast sofort bei fast allen Marken europäischer Automobilhersteller verbreitet.

Die Mehrpunkt- (verteilte) Version des Kraftstoffeinspritzsystems unterscheidet sich von den vorherigen durch das Vorhandensein einer einzelnen Düse, die in das Einlassrohr jedes einzelnen Zylinders eingebaut wurde. Seine Aufgabe ist es, den Kraftstoff direkt dem Einlassventil zuzuführen, das heißt, das Kraftstoffgemisch vor dem Eintritt in den Brennraum aufzubereiten. Natürlich hat es unter solchen Bedingungen eine homogene Zusammensetzung und ungefähr die gleiche Qualität in jedem der Zylinder. Dadurch wird die Leistung des Motors, seine Kraftstoffeffizienz erheblich erhöht und auch die Toxizität der Abgase verringert.

Auf dem Entwicklungsweg des verteilten Kraftstoffeinspritzsystems traten manchmal gewisse Schwierigkeiten auf, es wurde jedoch immer weiter verbessert. In der Anfangsphase wurde es wie die Vorgängerversion mechanisch gesteuert, aber die schnelle Entwicklung der Elektronik machte es nicht nur effizienter, sondern bot auch die Möglichkeit, Aktionen mit dem Rest der Motorstruktur zu koordinieren. Es stellte sich also heraus, dass ein moderner Motor in der Lage ist, dem Fahrer eine Störung zu signalisieren, bei Bedarf selbstständig in den Notbetriebsmodus zu wechseln oder mit Unterstützung von Sicherheitssystemen einzelne Fehler im Management zu korrigieren. All dies führt das System jedoch mit Hilfe bestimmter Sensoren durch, die darauf ausgelegt sind, die geringsten Änderungen der Aktivität des einen oder anderen Teils davon zu erfassen. Betrachten wir die wichtigsten.

2. Sensoren des Kraftstoffeinspritzsystems

Sensoren der Kraftstoffeinspritzanlage sind dafür ausgelegt, Informationen von Aktoren an das Motorsteuergerät und umgekehrt zu erfassen und zu übertragen. Dazu zählen folgende Geräte:

Sein Sensorelement befindet sich im Abgasstrom (Abgas) und wenn die Betriebstemperatur 360 Grad Celsius erreicht, beginnt der Sensor seine eigene EMF zu erzeugen, die direkt proportional zur Sauerstoffmenge in den Abgasen ist. In der Praxis ist das Sauerstoffsensorsignal bei geschlossener Rückkopplungsschleife eine sich schnell ändernde Spannung zwischen 50 und 900 Millivolt. Die Möglichkeit der Spannungsänderung wird durch eine ständige Änderung der Zusammensetzung des Gemisches in der Nähe des stöchiometrischen Punktes verursacht, und der Sensor selbst ist nicht geeignet, eine Wechselspannung zu erzeugen.

Je nach Stromversorgung werden zwei Arten von Sensoren unterschieden: mit Impuls- und Dauerstromversorgung des Heizelementes. Bei der Pulsversion wird die Lambdasonde von der elektronischen Steuereinheit beheizt. Wenn es nicht aufgewärmt ist, hat es einen hohen Innenwiderstand, der keine eigene EMF erzeugen kann, was bedeutet, dass das Steuergerät nur die angegebene stabile Referenzspannung "sieht". Mit der Erwärmung des Sensors sinkt sein Innenwiderstand und der Prozess der eigenen Spannungserzeugung beginnt, die dem Steuergerät sofort bekannt wird. Für das Steuergerät ist dies ein Signal der Einsatzbereitschaft, um die Zusammensetzung des Gemisches einzustellen.

Wird verwendet, um eine Schätzung der Luftmenge zu erhalten, die in den Motor der Maschine eintritt. Es ist Teil des elektronischen Motormanagementsystems. Dieses Gerät kann in Verbindung mit einigen anderen Sensoren verwendet werden, z. B. einem Lufttemperatursensor und einem Atmosphärendrucksensor, die seine Messwerte korrigieren.

Der Luftmengenmesser enthält zwei durch Strom erhitzte Platinfäden. Ein Faden leitet Luft durch sich selbst (auf diese Weise kühlt), und der zweite ist ein Steuerelement. Anhand des ersten Platin-Filaments wird die Luftmenge berechnet, die in den Motor eingedrungen ist.

Basierend auf den vom Luftmengensensor empfangenen Informationen berechnet die ECU die erforderliche Kraftstoffmenge, die erforderlich ist, um das stöchiometrische Verhältnis von Luft und Kraftstoff unter den angegebenen Betriebsbedingungen des Motors aufrechtzuerhalten. Außerdem ermittelt die Elektronik aus den erhaltenen Informationen den Arbeitspunkt des Motors. Heute gibt es verschiedene Arten von Sensoren, die für den Luftmassenstrom verantwortlich sind: zum Beispiel Ultraschall, Flügel (mechanisch), Hitzdraht usw.

Kühlmitteltemperatursensor (DTOZH). Er hat die Form eines Thermistors, also eines Widerstands, bei dem sich der elektrische Widerstand in Abhängigkeit von Temperaturindikatoren ändern kann. Der Thermistor befindet sich im Inneren des Sensors und drückt einen negativen Widerstandskoeffizienten von Temperaturindikatoren aus (bei Erwärmung nimmt die Widerstandskraft ab).

Dementsprechend gibt es bei einer hohen Kühlmitteltemperatur einen niedrigen Widerstand des Sensors (ca. 70 Ohm bei 130 Grad Celsius) und bei einer niedrigen Temperatur - hoch (ca. 100800 Ohm bei -40 Grad Celsius). Wie die meisten anderen Sensoren garantiert dieses Gerät keine genauen Ergebnisse, was bedeutet, dass wir nur über die Abhängigkeit des Widerstands des Kühlmitteltemperatursensors von Temperaturanzeigen sprechen können. Im Allgemeinen, obwohl das beschriebene Gerät praktisch nicht kaputt geht, wird es manchmal ernsthaft "verwechselt".

. Es wird am Drosselrohr montiert und mit der Achse des Dämpfers selbst verbunden. Es wird in Form eines Potentiometers mit drei Enden präsentiert: eines wird mit positiver Spannung (5V) versorgt und das andere ist mit Masse verbunden. Der dritte Pin (vom Slider) führt das Ausgangssignal zum Controller. Wenn die Drosselklappe beim Treten des Pedals gedreht wird, ändert sich die Ausgangsspannung des Sensors. Befindet sich die Drosselklappe im geschlossenen Zustand, dann liegt sie entsprechend unter 0,7 V, und wenn die Drosselklappe beginnt zu öffnen, steigt die Spannung und sollte in der vollständig geöffneten Stellung mehr als 4 V betragen Sensor nimmt der Regler in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Drosselklappe eine Korrektur der Kraftstoffzufuhr vor.

Da der Regler selbst die Mindestspannung des Gerätes bestimmt und als Nullwert annimmt, muss dieser Mechanismus nicht angepasst werden. Nach Ansicht einiger Autofahrer ist der Drosselklappensensor (wenn er aus inländischer Produktion stammt) das unzuverlässigste Element des Systems und muss regelmäßig ausgetauscht werden (oft nach 20 Kilometern). Alles wäre in Ordnung, aber ein Austausch ist nicht so einfach, vor allem, wenn man kein hochwertiges Werkzeug dabei hat. Auf die Befestigung kommt es an: Es ist unwahrscheinlich, dass die untere Schraube mit einem normalen Schraubendreher herausgedreht wird, und wenn doch, ist es ziemlich schwierig, dies zu tun.

Außerdem werden beim Einschrauben werksseitig die Schrauben auf eine Dichtmasse "festgelegt", die so stark "abdichtet", dass beim Aufschrauben die Kappe oft abbricht. In diesem Fall empfiehlt es sich, die gesamte Drosselklappe komplett zu entfernen und im schlimmsten Fall mit Gewalt herauszunehmen, jedoch nur, wenn Sie sich absolut sicher sind, dass sie funktionsunfähig ist.

. Dient zur Übermittlung eines Signals über die Drehzahl und Position der Kurbelwelle an die Steuerung. Dieses Signal ist eine Reihe wiederholter elektrischer Spannungsimpulse, die vom Sensor erzeugt werden, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Basierend auf den empfangenen Daten kann der Controller die Injektoren und das Zündsystem steuern. Der Kurbelwellen-Positionssensor ist am Ölpumpendeckel im Abstand von einem Millimeter (+ 0,4 mm) von der Kurbelwellen-Riemenscheibe (hat 58 Zähne im Kreis) montiert.

Um einen „Synchronimpuls“ erzeugen zu können, fehlen zwei Zähne der Scheibe, also 56. Bei ihrer Drehung verändern die Zähne der Scheibe das Magnetfeld des Sensors und erzeugen so eine Impulsspannung . Anhand der Art des vom Sensor kommenden Impulssignals kann die Steuerung die Position und Drehzahl der Kurbelwelle bestimmen, wodurch der Zeitpunkt der Ansteuerung von Zündmodul und Einspritzdüsen berechnet werden kann.

Der Kurbelwellenpositionssensor ist der wichtigste der hier aufgeführten und bei einer Fehlfunktion des Mechanismus funktioniert der Automotor nicht. Geschwindigkeitssensor. Das Funktionsprinzip dieses Gerätes basiert auf dem Hall-Effekt. Der Kern seiner Arbeit besteht darin, Spannungsimpulse mit einer Frequenz direkt proportional zur Drehzahl der Antriebsräder des Fahrzeugs an den Controller zu senden. Aufgrund der Stecker am Kabelbaumblock können alle Geschwindigkeitssensoren einige Unterschiede aufweisen. So wird beispielsweise in Bosch-Systemen ein quadratischer Stecker verwendet, ein runder entspricht den Systemen von January4 und GM.

Basierend auf den ausgehenden Signalen des Geschwindigkeitssensors kann das Steuerungssystem Schwellenwerte für die Kraftstoffabschaltung bestimmen sowie elektronische Geschwindigkeitsbegrenzungen für das Fahrzeug festlegen (in neuen Systemen verfügbar).

Nockenwellensensor(oder wie es auch "Phasensensor" genannt wird) ist ein Gerät, das den Winkel der Nockenwelle bestimmt und die entsprechenden Informationen an die elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs übermittelt. Danach kann der Controller anhand der empfangenen Daten die Zündanlage und die Kraftstoffzufuhr zu jedem einzelnen Zylinder steuern, was er auch tut.

Klopfsensor Es wird verwendet, um nach Klopfstößen in einem Verbrennungsmotor zu suchen. Konstruktiv gesehen handelt es sich um eine piezokeramische Platte, die in einem Gehäuse eingeschlossen ist und sich am Zylinderblock befindet. Heutzutage gibt es zwei Arten von Klopfsensoren - resonante und modernere Breitbandsensoren. Bei resonanten Modellen erfolgt die Primärfilterung des Signalspektrums im Gerät selbst und hängt direkt von dessen Bauform ab. Daher werden bei verschiedenen Motortypen unterschiedliche Modelle von Klopfsensoren verwendet, die sich in der Resonanzfrequenz voneinander unterscheiden. Die Breitbandsensoren haben eine flache Kennlinie im Klopfgeräuschbereich und das Signal wird von der elektronischen Steuereinheit gefiltert. Heute werden resonante Klopfsensoren in Serienfahrzeugen nicht mehr verbaut.

Absolutdrucksensor.Überwacht Änderungen des atmosphärischen Drucks, die als Folge von Änderungen des Luftdrucks und / oder Höhenänderungen auftreten. Der Luftdruck kann bei eingeschalteter Zündung gemessen werden, bevor der Motor anspringt. Mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit ist es möglich, die Luftdruckdaten bei laufendem Motor zu "aktualisieren", wenn bei niedriger Motordrehzahl die Drosselklappe fast vollständig geöffnet ist.

Außerdem ist es mit einem Absolutdrucksensor möglich, die Druckänderung im Ansaugrohr zu messen. Druckänderungen werden durch Änderungen der Motorlasten und der Kurbelwellendrehzahl verursacht. Der Absolutdrucksensor wandelt sie in ein Ausgangssignal mit einer bestimmten Spannung um. Wenn sich die Drosselklappe in der geschlossenen Position befindet, scheint das Absolutdruck-Ausgangssignal eine relativ niedrige Spannung zu liefern, während die vollständig geöffnete Drosselklappe einem Hochspannungssignal entspricht. Die hohe Ausgangsspannung ist auf eine Übereinstimmung zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck im Ansaugrohr bei Vollgas zurückzuführen. Der Rohrinnendruck wird von der elektronischen Steuereinheit anhand des Signals des Sensors berechnet. Wenn sich herausstellt, dass er hoch ist, ist eine erhöhte Kraftstoffzufuhr erforderlich, und wenn der Druck niedrig ist, im Gegenteil - ein reduzierter.

(ECU). Obwohl es sich nicht um einen Sensor handelt, da er direkt mit der Funktionsweise der beschriebenen Geräte zusammenhängt, hielten wir es für notwendig, ihn in diese Liste aufzunehmen. Das Steuergerät ist das „Gehirnzentrum“ des Kraftstoffeinspritzsystems, das ständig die von verschiedenen Sensoren empfangenen Informationsdaten verarbeitet und darauf basierend die Ausgangskreise (elektronische Zündsysteme, Injektoren, Leerlaufregler, verschiedene Relais) steuert. Das Steuergerät ist mit einem eingebauten Diagnosesystem ausgestattet, das Systemstörungen erkennt und den Fahrer mit der Kontrollleuchte „CHECK ENGINE“ davor warnt. Darüber hinaus speichert es Diagnosecodes in seinem Speicher, die auf bestimmte Fehlfunktionen hinweisen, was die Reparaturarbeiten erheblich erleichtert.

Die ECU umfasst drei Arten von Speicher: Nur-Lese-Speichergerät mit Programmierbarkeit (RAM und EPROM), Direktzugriffsspeicher (RAM oder RAM) und Speichergerät, das der elektrischen Programmierung unterliegt (EPROM oder EEPROM). RAM wird vom Mikroprozessor des Geräts zur temporären Speicherung von Messergebnissen, Berechnungen und Zwischendaten verwendet. Diese Art von Speicher ist auf die Energieversorgung angewiesen, dh er benötigt eine konstante und stabile Stromversorgung, um Informationen zu speichern. Bei einem Stromausfall werden alle im RAM verfügbaren Diagnosefehlercodes und Berechnungsinformationen sofort gelöscht.

Das EPROM speichert ein allgemeines Betriebsprogramm, das eine Folge von erforderlichen Befehlen und verschiedene Kalibrierungsinformationen enthält. Im Gegensatz zur Vorgängerversion ist dieser Speichertyp nicht flüchtig. EEPROM wird verwendet, um die Passwortcodes der Wegfahrsperre (Auto-Diebstahlsicherungssystem) vorübergehend zu speichern. Nachdem der Controller diese Codes vom Steuergerät der Wegfahrsperre (sofern vorhanden) erhalten hat, werden sie mit denen verglichen, die bereits im EEPROM gespeichert sind, und dann wird entschieden, ob der Motorstart aktiviert oder deaktiviert wird.

3. Aktoren des Einspritzsystems

Die Aktoren des Kraftstoffeinspritzsystems sind in Form eines Injektors, einer Kraftstoffpumpe, eines Zündmoduls, eines Leerlaufreglers, eines Kühlsystemlüfters, eines Kraftstoffverbrauchssignals und eines Adsorbers dargestellt. Betrachten wir jeden von ihnen genauer. Düse. Dient als Magnetventil mit standardisierter Leistung. Wird verwendet, um eine bestimmte Kraftstoffmenge einzuspritzen, die für einen bestimmten Betriebsmodus berechnet wird.

Benzinpumpe. Es wird verwendet, um Kraftstoff in das Kraftstoff-Rail zu befördern, dessen Druck durch einen unterdruckmechanischen Druckregler gehalten wird. In einigen Versionen des Systems kann es mit einer Zapfsäule kombiniert werden.

Zündmodul ist ein elektronisches Gerät zur Steuerung des Funkenbildungsprozesses. Besteht aus zwei unabhängigen Kanälen zur Zündung des Gemisches in den Motorzylindern. In den neuesten, modifizierten Versionen des Geräts sind seine Niederspannungselemente im Steuergerät definiert, und um die Hochspannung zu erhalten, wird entweder eine zweikanalige Fernzündspule verwendet oder solche Spulen, die sich direkt am Stecker befinden.

Leerlaufregler. Seine Aufgabe ist es, die vorgegebene Leerlaufdrehzahl einzuhalten. Der Regler ist ein Schrittmotor, der einen Bypass-Luftkanal im Drosselklappengehäuse antreibt. Dadurch erhält der Motor den zum Betrieb notwendigen Luftstrom, insbesondere wenn die Drosselklappe geschlossen ist. Der Lüfter verhindert, wie der Name schon sagt, eine Überhitzung der Teile. Es wird von einer ECU gesteuert, die auf Signale des Kühlmitteltemperatursensors reagiert. Typischerweise beträgt der Unterschied zwischen den Ein- und Aus-Positionen 4-5°C.

Kraftstoffverbrauchssignal- gibt den Bordcomputer im Verhältnis von 16000 Impulsen pro 1 berechneten Liter verbrauchten Kraftstoffs ein. Natürlich sind dies nur ungefähre Zahlen, denn sie werden auf der Grundlage der Gesamtzeit berechnet, die zum Öffnen der Injektoren aufgewendet wurde. Außerdem wird ein gewisser empirischer Koeffizient berücksichtigt, der benötigt wird, um die Annahme bei der Messung des Fehlers zu kompensieren. Ungenauigkeiten in den Berechnungen werden durch den Betrieb der Injektoren im nichtlinearen Bereich des Bereichs, asynchrone Kraftstoffeffizienz und einige andere Faktoren verursacht.

Adsorber. Es existiert als Element eines geschlossenen Kreislaufs bei der Rückführung von Benzindämpfen. Die Euro-2-Normen schließen die Möglichkeit eines Kontakts der Gastankbelüftung mit der Atmosphäre aus, und Benzindämpfe müssen adsorbiert und während des Blasens einer Nachverbrennung zugeführt werden.

Bei einer Kraftstoffeinspritzung saugt Ihr Motor trotzdem an, aber anstatt sich nur auf die angesaugte Kraftstoffmenge zu verlassen, schießt die Kraftstoffeinspritzung genau die richtige Menge Kraftstoff in den Brennraum. Kraftstoffeinspritzsysteme haben bereits mehrere Evolutionsstufen durchlaufen, Elektronik kam hinzu - das war vielleicht der größte Schritt in der Entwicklung dieses Systems. Die Idee solcher Systeme bleibt jedoch dieselbe: Ein elektrisch angesteuertes Ventil (Injektor) spritzt eine dosierte Menge Kraftstoff in den Motor. Tatsächlich liegt der Hauptunterschied zwischen dem Vergaser und dem Injektor genau in der elektronischen Steuerung der ECU - es ist der Bordcomputer, der dem Brennraum des Motors genau die richtige Menge Kraftstoff zuführt.

Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzsystems und insbesondere des Injektors.

So sieht die Einspritzanlage aus

Wenn das Herz eines Autos sein Motor ist, dann ist sein Gehirn das Motorsteuergerät (ECU). Es optimiert die Motorleistung, indem es Sensoren verwendet, um zu entscheiden, wie einige der Antriebe im Motor gesteuert werden. Der Computer übernimmt zunächst 4 Hauptaufgaben:

1. verwaltet das Kraftstoffgemisch,
2. regelt die Leerlaufdrehzahl,
3. ist verantwortlich für den Zündzeitpunkt,
4. steuert die Ventilsteuerung.

Bevor wir darüber sprechen, wie das Steuergerät seine Aufgaben erfüllt, sprechen wir über das Wichtigste - verfolgen wir den Weg des Benzins vom Benzintank zum Motor - dies ist die Arbeit des Kraftstoffeinspritzsystems. Nachdem zunächst ein Tropfen Benzin die Wand des Gastanks verlassen hat, wird es von einer elektrischen Kraftstoffpumpe in den Motor gesaugt. Eine elektrische Kraftstoffpumpe besteht in der Regel aus einer Pumpe selbst sowie einem Filter und einer Übergabevorrichtung.

Der Kraftstoffdruckregler am Ende des unterdruckgespeisten Kraftstoffverteilers sorgt für einen konstanten Kraftstoffdruck gegenüber dem Saugdruck. Bei einem Benzinmotor liegt der Kraftstoffdruck typischerweise in der Größenordnung von 2–3,5 Atmosphären (200–350 kPa, 35–50 PSI (psi)). Die Einspritzdüsen sind mit dem Motor verbunden, aber ihre Ventile bleiben geschlossen, bis die ECU die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern zulässt.

Aber was passiert, wenn der Motor Kraftstoff braucht? Hier kommt der Injektor ins Spiel. Normalerweise haben Injektoren zwei Kontakte: Ein Anschluss ist über das Zündrelais mit der Batterie verbunden und der andere Kontakt geht zum ECU. Die ECU sendet pulsierende Signale an den Injektor. Durch den Magneten, dem solche pulsierenden Signale zugeführt werden, öffnet das Einspritzventil und seiner Düse wird eine gewisse Kraftstoffmenge zugeführt. Da der Druck im Injektor sehr hoch ist (wie oben gezeigt), leitet das offene Ventil Kraftstoff mit hoher Geschwindigkeit in die Injektordüse. Die Dauer, mit der das Einspritzventil geöffnet ist, beeinflusst, wie viel Kraftstoff dem Zylinder zugeführt wird, und diese Dauer hängt dementsprechend von der Impulsbreite ab (d. h. wie lange die ECU ein Signal an die Einspritzdüse sendet).

Beim Öffnen des Ventils fördert das Einspritzventil Kraftstoff durch die Spritzdüse, die den flüssigen Kraftstoff direkt in den Zylinder zerstäubt. Ein solches System heißt Direkteinspritzsystem... Der zerstäubte Kraftstoff darf jedoch nicht direkt den Zylindern zugeführt werden, sondern zunächst den Saugrohren.

Wie funktioniert der Injektor?

Aber wie bestimmt die ECU, wie viel Kraftstoff dem Motor zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeführt werden soll? Wenn der Fahrer das Gaspedal drückt, öffnet er tatsächlich die Drosselklappe um den Betrag des Pedaldrucks, durch den dem Motor Luft zugeführt wird. Somit können wir das Gaspedal getrost als "Luftregler" zum Motor bezeichnen. Der Computer des Autos wird also unter anderem durch das Öffnen der Drosselklappe geführt, ist aber nicht auf diese Anzeige beschränkt - er liest Informationen von vielen Sensoren und lasst uns alle herausfinden!

Luftmassenmesser

Das Wichtigste zuerst: Der Luftmassenmesser (MAF) erkennt, wie viel Luft in das Drosselklappengehäuse eindringt und sendet diese Informationen an die ECU. Die ECU verwendet diese Informationen, um zu entscheiden, wie viel Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt werden muss, um das Gemisch in perfekten Proportionen zu halten.

Drosselklappensensor

Der Computer verwendet diesen Sensor ständig, um die Position der Drosselklappe zu überprüfen und weiß so, wie viel Luft durch den Lufteinlass strömt, um den an die Einspritzdüsen gesendeten Impuls zu regulieren und sicherzustellen, dass die richtige Kraftstoffmenge in das System gelangt.

Sauerstoffsensor

Darüber hinaus ermittelt die ECU mithilfe eines O2-Sensors, wie viel Sauerstoff sich im Abgas des Fahrzeugs befindet. Der Sauerstoffgehalt im Abgas gibt Aufschluss darüber, wie gut der Kraftstoff verbrennt. Mit den zugehörigen Daten von zwei Sensoren: Sauerstoff und Luftmassenstrom, überwacht das Steuergerät auch die Sättigung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, das dem Brennraum der Motorzylinder zugeführt wird.

Kurbelwellenpositionssensor

Dies ist vielleicht der Hauptsensor des Kraftstoffeinspritzsystems - von ihm erfährt die ECU die Anzahl der Motorumdrehungen zu einem bestimmten Zeitpunkt und passt die zugeführte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl und natürlich der Position an des Gaspedals.

Dies sind drei Hauptsensoren, die die Kraftstoffmenge, die dem Injektor und anschließend dem Motor zugeführt wird, direkt und dynamisch beeinflussen. Es gibt aber auch eine Reihe von Sensoren:

• Der Spannungssensor im Stromnetz der Maschine wird benötigt, damit die ECU erkennt, wie entladen die Batterie ist und ob die Ladegeschwindigkeit erhöht werden muss.
• Kühlmitteltemperatursensor - Die ECU fährt hoch, wenn der Motor kalt ist und umgekehrt, wenn der Motor warm ist.

Moderne Autos sind mit unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzsystemen ausgestattet. Bei Ottomotoren wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft durch einen Funken zwangsweise gezündet.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist ein integraler Bestandteil. Der Injektor ist das wichtigste Arbeitselement eines jeden Einspritzsystems.

Ottomotoren sind mit Einspritzsystemen ausgestattet, die sich dadurch unterscheiden, dass ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft entsteht:

• zentrale Einspritzsysteme;
• Mehrpunkt-Einspritzsysteme;
• Direkteinspritzsysteme.

Die Zentraleinspritzung, oder auch Monojetronic genannt, wird von einem einzigen zentralen elektromagnetischen Injektor ausgeführt, der Kraftstoff in den Ansaugkrümmer einspritzt. Es ist ein bisschen wie ein Vergaser. Nun werden Autos mit einem solchen Einspritzsystem nicht hergestellt, da ein Auto mit einem solchen System auch geringe Umwelteigenschaften des Autos hat.

Das Mehrpunkt-Einspritzsystem wurde über die Jahre kontinuierlich verbessert. Das System ist gestartet K-jetronic... Die Einspritzung war mechanisch, was ihm eine gute Zuverlässigkeit verlieh, aber der Kraftstoffverbrauch war ziemlich hoch. Kraftstoff wurde nicht impulsiv, sondern ständig zugeführt. Dieses System wurde durch das System . ersetzt KE-jetronic.

Sie war nicht grundlegend anders als K-jetronic, aber eine elektronische Steuereinheit (ECU) erschien, die es ermöglichte, den Kraftstoffverbrauch leicht zu reduzieren. Aber auch dieses System brachte nicht die erwarteten Ergebnisse. Das System ist erschienen L-jetronic.

Dabei empfing die ECU Signale von Sensoren und schickte jedem Injektor einen elektromagnetischen Impuls. Das System hatte eine gute wirtschaftliche und ökologische Leistung, aber die Designer hörten hier nicht auf und entwickelten ein völlig neues System Motronic.

Das Steuergerät begann, sowohl die Kraftstoffeinspritzung als auch die Zündanlage zu steuern. Der Kraftstoff verbrennt im Zylinder besser, die Motorleistung ist gestiegen, der Verbrauch und die Schadstoffemissionen des Autos sind gesunken. Bei all diesen oben vorgestellten Systemen erfolgt die Einspritzung durch eine separate Düse für jeden Zylinder in den Ansaugkrümmer, wo ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft gebildet wird, das in den Zylinder eintritt.

Das vielversprechendste System ist heute das Direkteinspritzsystem.

Die Essenz dieses Systems besteht darin, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum jedes Zylinders eingespritzt wird und sich dort bereits mit Luft vermischt. Das System bestimmt und liefert die optimale Gemischzusammensetzung an den Zylinder, die eine gute Leistung bei verschiedenen Motorbetriebsarten, eine gute Wirtschaftlichkeit und hohe Umwelteigenschaften des Motors bietet.

Andererseits haben Motoren mit diesem Einspritzsystem aufgrund der Komplexität ihrer Konstruktion einen höheren Preis als ihre Vorgänger. Außerdem stellt dieses System sehr hohe Anforderungen an die Qualität des Kraftstoffs.