Kraftstoffeinspritzsysteme in den Motor. Einspritzmotor - eine weitere Etappe in der Geschichte der ICE-Entwicklung Kraftstoffeinspritzverfahren

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 genau die richtige Menge Kraftstoff in den Brennraum des Motors liefert.

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 mithilfe von Sensoren, um zu entscheiden, wie einige der Antriebe im Motor gesteuert werden. Der Computer übernimmt zunächst 4 Hauptaufgaben:

1. regelt 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 ein Tropfen Benzin die Wände des Gastanks verlassen hat, wird es zunächst von einer elektrischen Kraftstoffpumpe in den Motor gesaugt. Eine elektrische Kraftstoffpumpe besteht in der Regel aus einer Pumpe selbst sowie einem Filter und einer Transfervorrichtung.

Der Kraftstoffdruckregler am Ende des unterdruckgespeisten Kraftstoffverteilers sorgt dafür, dass der Kraftstoffdruck gegenüber dem Saugdruck konstant ist. 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, ihre Ventile bleiben jedoch 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 zur ECU. Die ECU sendet pulsierende Signale an den Injektor. Durch den Magneten, dem solche pulsierenden Signale zugeführt werden, öffnet das Einspritzventil und seine Düse wird mit einer bestimmten Kraftstoffmenge versorgt. Da der Injektor einen sehr hohen Druck hat (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 befördert das Einspritzventil Kraftstoff durch die Spritzdüse, die den flüssigen Kraftstoff zu Nebel direkt in den Zylinder zerstäubt. Ein solches System heißt Direkteinspritzsystem... Der zerstäubte Kraftstoff darf jedoch nicht direkt den Zylindern zugeführt werden, sondern zuerst den Saugrohren.

So 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 betätigt, öffnet er tatsächlich die Drosselklappe um den Betrag des Pedaldrucks, durch die dem Motor Luft zugeführt wird. Somit können wir das Gaspedal getrost als "Luftregler" zum Motor bezeichnen. Der Computer des Autos wird also unter anderem vom Drosselklappenöffnungswert geleitet, 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 Drosselklappenstellung zu überprüfen und so zu wissen, 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 abhängig 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.

Die ersten Einspritzsysteme waren mechanisch (Abb. 2.61), nicht elektronisch, und einige (wie das hocheffiziente BOSCH-System) waren äußerst intelligent und funktionierten gut. Erstmals wurde bei Daimler Benz die mechanische Kraftstoffeinspritzung entwickelt und bereits 1954 der erste Serienwagen mit Benzineinspritzung produziert. Die wesentlichen Vorteile der Einspritzanlage gegenüber Vergasersystemen sind:

Fehlen eines zusätzlichen Widerstands gegen den Luftstrom am Einlass, der im Vergaser stattfindet, was die Füllung der Zylinder und die Literleistung des Motors erhöht;

Genauere Verteilung des Kraftstoffs auf einzelne Zylinder;

Ein deutlich höherer Optimierungsgrad der Zusammensetzung des brennbaren Gemisches bei allen Betriebsmodi des Motors unter Berücksichtigung seines Zustands, was zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und einer Verringerung der Toxizität von Abgasen führt.

Am Ende stellte sich jedoch heraus, dass es besser ist, dafür eine Elektronik zu verwenden, die es ermöglicht, das System kleiner, zuverlässiger und an die Anforderungen verschiedener Motoren anpassbarer zu machen. Einige der frühesten elektronischen Einspritzsysteme waren ein Vergaser, aus dem alle "passiven" Kraftstoffsysteme entfernt und ein oder zwei Injektoren installiert wurden. Solche Systeme werden als „zentrale (Single-Point-)Injection“ bezeichnet (Abb. 2.62 und 2.64).

Reis. 2.62. Zentrale (Single-Point) Spritzeinheit

Reis. 2.64. Schema der zentralen Kraftstoffeinspritzanlage: 1 - Kraftstoffversorgung;

Reis. 2.63. Elektronisches Steuergerät 2 - Lufteinlass; 3 - Drosselklappe eines Vierzylindermotors; 4 - Einlassrohrleitung; Valvetronic BMW 5 - Einspritzdüse; 6 - Motor

Am weitesten verbreitet sind derzeit verteilte elektronische (Mehrpunkt-)Einspritzsysteme. Es ist notwendig, näher auf das Studium dieser Energiesysteme einzugehen.

STROMSYSTEM MIT ELEKTRONISCHER VERTEILTER BENZINEINSPRITZUNG (MOTRONISCHER TYP)

Bei der Zentraleinspritzung wird das Gemisch im Saugrohr zugeführt und auf die Zylinder verteilt (Abb. 2.64).

Das modernste verteilte Kraftstoffeinspritzsystem zeichnet sich dadurch aus, dass im Ansaugtrakt jedes Zylinders ein eigener Injektor eingebaut ist, der zu einem bestimmten Zeitpunkt eine dosierte Benzinmenge in das Einlassventil des entsprechenden Zylinders einspritzt. Benzin erhalten

in den Zylinder, verdampft und vermischt sich mit Luft zu einem brennbaren Gemisch. Motoren mit solchen Kraftstoffsystemen weisen im Vergleich zu Vergasermotoren eine bessere Kraftstoffeffizienz und geringere Schadstoffgehalte in den Abgasen auf.

Der Betrieb der Injektoren wird von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) (Abb. 2.63) gesteuert, einem speziellen Computer, der elektrische Signale von der Sensorik empfängt und verarbeitet, ihre Messwerte mit Werten vergleicht,

im Computerspeicher gespeichert und liefert elektrische Steuersignale an die Magnetventile der Einspritzdüsen und andere Aktuatoren. Darüber hinaus führt die ECU ständig Diagnosen durch

Reis. 2.65. Schema des verteilten Kraftstoffeinspritzsystems Motronic: 1 - Kraftstoffversorgung; 2 - Lufteinlass; 3 - Drosselklappe; 4 - Einlassrohrleitung; 5 - Düsen; 6 - Motor

Das Kraftstoffeinspritzsystem warnt den Fahrer im Falle einer Störung durch eine in der Instrumententafel installierte Warnleuchte. Schwerwiegende Fehler werden im Speicher des Steuergerätes festgehalten und können während der Diagnose ausgelesen werden.

Das dezentrale Einspeisestromsystem besteht aus folgenden Komponenten:

Kraftstoffversorgungs- und -reinigungssystem;

Luftversorgungs- und -reinigungssystem;

Benzindampfrückgewinnungs- und Verbrennungssystem;

Elektronischer Teil mit einer Reihe von Sensoren;

Abgasauspuff und Nachverbrennungssystem.

Kraftstoffversorgungssystem besteht aus einem Kraftstofftank, einer elektrischen Kraftstoffpumpe, einem Kraftstofffilter, Rohrleitungen und einem Kraftstoffverteiler mit Einspritzdüsen und einem Kraftstoffdruckregler.

Reis. 2.66. Versenkbare elektrische Kraftstoffpumpe; a - Kraftstoffeinlass mit einer Pumpe; b - die Außenansicht der Pumpe und des Förderabschnitts einer Drehkolbenpumpe mit elektrischem Antrieb; в - Zahnrad; g - Walze; d - lamellar; e - das Schema des Pumpenabschnitts des Rotationstyps: 1 - Körper; 2 - Saugzone; 3 - Rotor; 4 - Injektionszone; 5 - Drehrichtung

Reis. 2.67. Kraftstoffverteilerrohr eines Fünfzylindermotors mit montierten Injektoren, Druckregler und Druckregelanschluss

Elektrische Kraftstoffpumpe(üblicherweise Walze) kann sowohl innerhalb des Gastanks (Fig. 2.66) als auch außerhalb installiert werden. Die Kraftstoffpumpe wird über ein elektromagnetisches Relais eingeschaltet. Das Benzin wird von der Pumpe aus dem Tank angesaugt und wäscht und kühlt gleichzeitig den Elektromotor der Pumpe. Am Pumpenausgang befindet sich ein Rückschlagventil, das verhindert, dass bei ausgeschalteter Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus der Druckleitung fließt. Ein Sicherheitsventil dient zur Druckbegrenzung.

Der von der Kraftstoffpumpe kommende Kraftstoff mit einem Druck von mindestens 280 kPa durchläuft einen Kraftstofffeinfilter und gelangt in die Kraftstoffverteilerleiste. Der Filter hat einen Metallkörper, der mit einem Papierfilterelement gefüllt ist.

Rampe(Abb. 2.67) ist eine hohle Konstruktion, an der die Düsen und der Druckregler befestigt sind. Die Rampe ist mit dem Ansaugkrümmer des Motors verschraubt. Am Rail ist auch eine Armatur verbaut, die zur Steuerung des Kraftstoffdrucks dient. Zum Schutz vor Verschmutzung wird der Anschluss mit einer Verschlussschraube verschlossen.

Düse(Abb. 2.68) hat einen Metallkörper, in dem sich ein Magnetventil befindet, das aus einer elektrischen Wicklung, einem Stahlkern, einer Feder und einer Absperrnadel besteht. Oben an der Düse befindet sich ein kleiner Maschenfilter, der den Düsenzerstäuber (der sehr kleine Löcher hat) vor Verschmutzung schützt. Die Gummiringe sorgen für die erforderliche Abdichtung zwischen Rail, Düse und Saugrohrsitz. Fixieren der Düse

auf der Rampe mit einer speziellen Klemme. Am Düsenkörper befinden sich elektrische Kontakte zum Anschließen

Reis. 2.68. Magnetinjektoren Benzinmotor: links - GM, rechts - Bosch

Reis. 2.69. Kraftstoffdruckkontrolle: 1 - Fall; 2 - Abdeckung; 3 - ein Abzweigrohr für einen Vakuumschlauch; 4 - Membran; 5 - Ventil; A - Kraftstoffhohlraum; B - Vakuumkammer

Reis. 2.70. Einlassrohr aus Kunststoff mit Luftbehälter und Drosselklappe

den elektrischen Stecker anschließen. Die Regulierung der vom Injektor eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt durch Ändern der Länge des an die Kontakte des Injektors angelegten elektrischen Impulses.

Druck-Regler Kraftstoff (Abb. 2.69) dient der Druckänderung im Rail in Abhängigkeit vom Unterdruck im Saugrohr. Das Stahlgehäuse des Reglers beherbergt ein federbelastetes Nadelventil, das mit einer Membran verbunden ist. Die Membran wird zum einen durch den Kraftstoffdruck im Rail und zum anderen durch den Unterdruck im Saugrohr beeinflusst. Steigt der Unterdruck bei geschlossener Drosselklappe, öffnet sich das Ventil, der überschüssige Kraftstoff wird über das Ablassrohr zurück in den Tank abgelassen und der Druck im Rail sinkt.

In letzter Zeit sind Einspritzsysteme aufgetaucht, bei denen es keinen Kraftstoffdruckregler gibt. So gibt es beispielsweise an der V8-Motorrampe des New Range Rover keinen Druckregler, und das Kraftstoffgemisch wird nur durch den Betrieb der Injektoren bereitgestellt, die Signale von der Elektronik erhalten.

Luftversorgungs- und Reinigungssystem besteht aus einem Luftfilter mit auswechselbarem Filterelement, einem Drosselrohr mit Dämpfer und einem Leerlaufregler, einem Sammler und einem Abgasrohr (Abb. 2.70).

Empfänger muss ein ausreichend großes Volumen haben, um die Pulsationen der in die Motorzylinder eintretenden Luft zu glätten.

Drosselrohr am Empfänger befestigt und dient zur Änderung der Luftmenge, die in die Motorzylinder eindringt. Die Änderung der Luftmenge erfolgt mit Hilfe der Drosselklappe, die mittels Seilzug vom Gaspedal im Gehäuse gedreht wird. Am Drosselrohr sind ein Drosselklappensensor und ein Leerlaufregler verbaut. Das Drosselrohr hat Öffnungen zum Aufnehmen eines Unterdrucks, der vom Benzindampfrückgewinnungssystem genutzt wird.

Neuerdings verwenden Konstrukteure von Einspritzsystemen einen elektrischen Regelantrieb, wenn keine mechanische Verbindung zwischen Gaspedal und Drosselklappe besteht (Abb. 2.71). Bei solchen Konstruktionen sind Sensoren für seine Position am Gaspedal installiert und die Drosselklappe wird von einem Schrittmotor mit einem Untersetzungsgetriebe gedreht. Der Elektromotor dreht den Dämpfer entsprechend den Signalen des Computers, der den Betrieb des Motors steuert. Bei solchen Konstruktionen ist nicht nur die präzise Ausführung der Fahrerbefehle gewährleistet, sondern es ist auch möglich, den Betrieb des Motors zu beeinflussen, Fahrerfehler zu korrigieren, durch die Wirkung der elektronischen Stabilitätskontrollsysteme des Fahrzeugs und anderer moderner elektronischer Sicherheitssysteme Systeme.

Reis. 2.71. Drosselklappe mit elektrischem Reis. 2.72. Induktive Sensoren vom Poltyp sorgen für die Kurbelwellen- und Verteilersteuerung des Motors über Einbrüche

Gewässer

Drosselklappensensor ist ein Potentiometer, dessen Schieber mit der Drosselklappenwelle verbunden ist. Wenn Sie den Gashebel drehen, ändern sich der elektrische Widerstand des Sensors und seine Versorgungsspannung, die das Ausgangssignal für die ECU ist. Elektrische Drosselklappensteuerungssysteme verwenden mindestens zwei Sensoren, damit der Computer die Bewegungsrichtung der Drosselklappe bestimmen kann.

Leerlaufregler dient zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl der Motorkurbelwelle durch Änderung der Luftmenge, die um die geschlossene Drosselklappe strömt. Der Regler besteht aus einem von einer ECU gesteuerten Schrittmotor und einem Kegelventil. In modernen Systemen mit leistungsfähigeren Motorsteuerrechnern wird auf Leerlaufregler verzichtet. Der Computer, der die Signale zahlreicher Sensoren analysiert, steuert die Dauer der elektrischen Stromimpulse, die zu den Einspritzdüsen kommen, und den Betrieb des Motors in allen Modi, einschließlich Leerlauf.

Wird zwischen Luftfilter und Ansaugkrümmer eingebaut Kraftstoff-Massendurchflusssensor. Der Sensor ändert die Frequenz des an die ECU gelieferten elektrischen Signals in Abhängigkeit von der durch das Rohr strömenden Luftmenge. Dieser Sensor liefert der ECU ein der Temperatur der einströmenden Luft entsprechendes elektrisches Signal. Die frühesten elektronischen Einspritzsysteme verwendeten Sensoren, um das Volumen der einströmenden Luft abzuschätzen. Im Zulaufrohr wurde eine Klappe eingebaut, die je nach Druck der einströmenden Luft unterschiedlich stark abwich. An den Dämpfer war ein Potentiometer angeschlossen, das den Widerstand in Abhängigkeit von der Drehung des Dämpfers veränderte. Moderne Luftmassenmesser arbeiten nach dem Prinzip, den elektrischen Widerstand eines beheizten Drahtes oder einer leitfähigen Folie zu ändern, wenn dieser durch den einströmenden Luftstrom gekühlt wird. Der Steuerrechner, der auch Signale vom Ansauglufttemperatursensor erhält, kann die Masse der in den Motor eintretenden Luft bestimmen.

Um den Betrieb des verteilten Einspritzsystems korrekt zu steuern, benötigt die Elektronikeinheit Signale von anderen Sensoren. Zu letzteren gehören: Kühlmitteltemperatursensor, Positions- und Kurbelwellendrehzahlsensor, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, Klopfsensor, Sauerstoffkonzentrationssensor (in der Version der Einspritzanlage mit Rückmeldung im Vorderrohr der Abgasanlage eingebaut).

Als Temperatursensoren werden hauptsächlich Halbleiter verwendet, die bei Temperaturänderungen den elektrischen Widerstand ändern. Die Positions- und Kurbelwellendrehzahlsensoren sind normalerweise induktiv (Abb. 2.72). Sie geben elektrische Stromimpulse ab, wenn sich das Schwungrad mit den Markierungen dreht.

Reis. 2.73. Das Schema des Adsorbers: 1 - Ansaugluft; 2 - Drosselklappe; 3 - Ansaugkrümmer des Motors; 4 - Ventil zum Spülen des Behälters mit Aktivkohle; 5 - Signal von ECU; 6 - ein Gefäß mit Aktivkohle; 7 - Umgebungsluft; 8 - Kraftstoffdämpfe im Kraftstofftank

Das Stromversorgungssystem mit verteilter Injektion kann sequentiell oder parallel sein. Bei einem Paralleleinspritzsystem werden je nach Zylinderzahl des Motors mehrere Injektoren gleichzeitig angesteuert. Bei einem sequentiellen Einspritzsystem wird nur ein bestimmter Injektor zum richtigen Zeitpunkt angesteuert. Im zweiten Fall muss die ECU Informationen über den Moment erhalten, in dem sich jeder Kolben im Ansaugtakt nahe dem OT befindet. Dies erfordert nicht nur einen Kurbelwellenpositionssensor, sondern auch Nockenwellensensor. Moderne Autos sind in der Regel mit Motoren mit sequentieller Einspritzung ausgestattet.

Zum Auffangen von Benzindämpfen, die aus dem Kraftstofftank verdampft, verwenden alle Einspritzsysteme spezielle Adsorber mit Aktivkohle (Abb. 2.73). Aktivkohle, die sich in einem speziellen Behälter befindet, der über eine Rohrleitung mit dem Kraftstofftank verbunden ist, absorbiert Benzindämpfe gut. Um Benzin aus dem Adsorber zu entfernen, wird dieser mit Luft angeblasen und an das Saugrohr des Motors angeschlossen.

Damit der Motorbetrieb in diesem Fall nicht gestört wird, erfolgt die Spülung nur bei bestimmten Betriebsmodi des Motors mit Hilfe spezieller Ventile, die auf Befehl der ECU öffnen und schließen.

Verwendung von Feedback-Einspritzsystemen Sauerstoffkonzentrationssensoren ja in den Abgasen, die mit einem Katalysator in die Abgasanlage eingebaut werden.

Katalysator(Abb. 2.74;

Reis. 2.74. Zweischichtiger Dreiwege-Katalysator für Abgase: 1 - Sauerstoffkonzentrationssensor für einen geschlossenen Regelkreis; 2 - monolithischer Blockträger; 3 - Befestigungselement in Form eines Drahtgeflechts; 4 - Doppelmantel-Wärmedämmung des Neutralisators

2.75) wird in die Abgasanlage eingebaut, um den Schadstoffgehalt der Abgase zu reduzieren. Die neutrale Maische enthält einen Reduktions- (Rhodium) und zwei Oxidationskatalysatoren (Platin und Palladium). Oxidationskatalysatoren fördern die Oxidation von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (CH) zu Wasserdampf,

Reis. 2.75. Aussehen des Konverters

und Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid. Ein reduzierender Katalysator reduziert schädliche Stickoxide NOx zu unschädlichem Stickstoff. Da diese Katalysatoren den Gehalt an drei Schadstoffen in den Abgasen reduzieren, werden sie als Dreikomponentenkatalysatoren bezeichnet.

Das Betreiben eines Automotors mit verbleitem Benzin führt zum Ausfall eines teuren Katalysators. Daher ist in den meisten Ländern die Verwendung von verbleitem Benzin verboten.

Ein Drei-Wege-Katalysator arbeitet am effizientesten, wenn dem Motor ein stöchiometrisches Gemisch zugeführt wird, das heißt mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 14,7:1 oder einem Luftüberschuss von eins. Wenn das Gemisch zu wenig Luft (d. h. wenig Sauerstoff) enthält, werden CH und CO nicht vollständig zu einem sicheren Nebenprodukt oxidiert (verbrennen). Bei zu viel Luft kann die Zersetzung von NOX in Sauerstoff und Stickstoff nicht gewährleistet werden. Daher entstand eine neue Motorengeneration, bei der die Gemischzusammensetzung mit Hilfe eines in die Abgasanlage eingebauten Sauerstoffkonzentrationssensors (Lambdasonde) (Abb. 2.77) ständig auf eine exakte Übereinstimmung mit dem Luftüberschussverhältnis cc = 1 eingestellt wurde .

Reis. 2.76. Abhängigkeit des Wirkungsgrades des Neutralisators vom Luftüberschussverhältnis

Reis. 2.77. Sauerstoffkonzentrationssensorgerät: 1 - Dichtring; 2 - Metallkörper mit Gewinde und schlüsselfertigem Sechskant; 3 - Keramikisolator; 4 - Drähte; 5 - Dichtungsmanschette von Drähten; 6 - Stromleitungskontakt des Stromversorgungskabels der Heizung; 7 - äußeres Schutzgitter mit einem Loch für atmosphärische Luft; 8 - Stromabnehmer des elektrischen Signals; 9 - elektrische Heizung; 10 - Keramikspitze; 11 - Schutzgitter mit einem Loch für Abgase

Dieser Sensor erkennt die Sauerstoffmenge in den Abgasen und sein elektrisches Signal wird von der ECU verwendet, die die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend ändert. Das Funktionsprinzip des Sensors ist die Fähigkeit, Sauerstoffionen durch sich selbst zu leiten. Wenn der Sauerstoffgehalt an den aktiven Oberflächen des Sensors (eine davon in Kontakt mit der Atmosphäre und die andere mit den Abgasen) signifikant unterschiedlich ist, ändert sich die Spannung an den Sensoranschlüssen stark. Manchmal werden zwei Sensoren für die Sauerstoffkonzentration installiert: einer - vor dem Neutralisator und der andere - danach.

Damit der Katalysator und der Sauerstoffkonzentrationssensor effektiv arbeiten, müssen sie auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Die Mindesttemperatur, bei der 90% der Schadstoffe zurückgehalten werden, liegt bei etwa 300 °C. Eine Überhitzung des Katalysators muss ebenfalls vermieden werden, da dies die Füllung beschädigen und den Gasdurchgang teilweise blockieren kann. Wenn der Motor intermittierend zu arbeiten beginnt, verbrennt der unverbrannte Kraftstoff im Katalysator und erhöht seine Temperatur stark. Manchmal können einige Minuten intermittierender Motorbetrieb ausreichen, um den Katalysator vollständig zu beschädigen. Deshalb müssen elektronische Systeme in modernen Motoren Aussetzer erkennen, verhindern und den Fahrer vor der Schwere des Problems warnen. Manchmal werden elektrische Heizungen verwendet, um das Aufheizen des Katalysators nach dem Starten eines kalten Motors zu beschleunigen. Derzeit verwendete Sauerstoffkonzentrationssensoren weisen praktisch alle Heizelemente auf. In modernen Motoren, um Schadstoffemissionen in die Atmosphäre zu begrenzen

Beim Warmlaufen des Motors werden Vorkatalysatoren möglichst nahe am Abgaskrümmer eingebaut (Abb. 2.78), um ein schnelles Aufheizen des Katalysators auf Betriebstemperatur zu gewährleisten. Sauerstoffsensoren werden vor und nach dem Konverter installiert.

Um die Umweltleistung des Motors zu verbessern, müssen nicht nur die Abgaskonverter verbessert werden, sondern auch die im Motor ablaufenden Prozesse. Es wurde möglich, den Gehalt an Kohlenwasserstoffen durch Reduktion zu reduzieren

„Spaltvolumina“ wie das Spiel zwischen Kolben und Zylinderwand über dem oberen Kompressionsring und Hohlräume um die Ventilsitze.

Eine gründliche Untersuchung der Strömung des brennbaren Gemisches im Zylinder mit Computertechnologie ermöglichte eine vollständigere Verbrennung und einen geringeren CO-Gehalt. Der NOx-Gehalt wurde durch das AGR-System reduziert, indem ein Teil des Gases aus dem Abgassystem angesaugt und in den Ansaugluftstrom eingespeist wird. Diese Maßnahmen und eine schnelle, genaue Steuerung der transienten Motorleistung können die Emissionen bereits vor dem Katalysator auf ein Minimum reduzieren. Um das Aufheizen des Katalysators und seinen Eintritt in den Betriebsmodus zu beschleunigen, wird auch die Methode der Sekundärluftzufuhr zum Abgaskrümmer mit einer speziellen Elektropumpe verwendet.

Eine weitere wirksame und weit verbreitete Methode zur Neutralisation von Schadstoffen in Abgasen ist die Flammennachverbrennung, die auf der Oxidationsfähigkeit brennbarer Abgasbestandteile (CO, CH, Aldehyde) bei hohen Temperaturen beruht. Die Abgase treten in die Nachbrennerkammer ein, die über einen Ejektor verfügt, durch den erwärmte Luft aus dem Wärmetauscher eintritt. Die Verbrennung findet in der Kammer statt,

Reis. 2.78. Motorauspuffkrümmer und die Zündung wird zum Zünden verwendet

mit Vorneutralisator Kerze.

DIREKTE BENZINEINSPRITZUNG

Die ersten Systeme zum direkten Einspritzen von Benzin in die Motorzylinder erschienen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. und wurden an Flugzeugtriebwerken verwendet. Versuche, die Direkteinspritzung in Benzinmotoren von Autos zu verwenden, wurden in den 40er Jahren des 19. Jahrhunderts eingestellt, weil solche Motoren teuer und unwirtschaftlich waren und im Hochleistungsmodus stark rauchten. Benzin direkt in die Zylinder einzuspritzen ist eine Herausforderung. Benzindirekteinspritzer arbeiten unter schwierigeren Bedingungen als die im Saugrohr verbauten. Der Kopf des Blocks, in den solche Injektoren eingebaut werden sollen, gestaltet sich komplizierter und teurer. Der Zeitaufwand für den Gemischbildungsprozess bei der Direkteinspritzung wird deutlich verkürzt, so dass für eine gute Gemischbildung eine Zufuhr von Benzin unter hohem Druck erforderlich ist.

All diese Schwierigkeiten haben die Spezialisten von Mitsubishi gemeistert, die erstmals das Benzin-Direkteinspritzsystem bei Automobilmotoren zum Einsatz brachten. Das erste Serienauto Mitsubishi Galant mit einem 1,8-GDI-Motor (Benzindirekteinspritzung) erschien 1996 (Abb. 2.81). Heute werden Motoren mit Benzindirekteinspritzung von Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, DaimlerChrysler und anderen Herstellern hergestellt (Abb. 2.79; 2.80; 2.84).

Die Vorteile des Direkteinspritzsystems liegen hauptsächlich in der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs sowie in einer gewissen Leistungssteigerung. Der erste ist auf die Fähigkeit eines Motors mit Direkteinspritzung zurückzuführen

Reis. 2.79. Schematische Darstellung eines Volkswagen FSI-Motors mit Benzindirekteinspritzung

Reis. 2.80. Im Jahr 2000 stellte PSA Peugeot-Citroen seinen 2-Liter-Vierzylinder-HPI-Motor mit Benzindirekteinspritzung vor, der mit magerem Gemisch betrieben werden konnte

bei sehr schlechten Mischungen. Die Leistungssteigerung ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Organisation der Kraftstoffzufuhr zu den Motorzylindern eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses auf 12,5 ermöglicht (bei herkömmlichen Benzinmotoren ist es selten möglich, das Verdichtungsverhältnis einzustellen über 10 aufgrund des Beginns der Detonation).

Beim GDI-Motor liefert die Kraftstoffpumpe einen Druck von 5 MPa. Ein im Zylinderkopf eingebauter elektromagnetischer Injektor spritzt Benzin direkt in den Motorzylinder ein und kann in zwei Modi arbeiten. Je nach zugeführtem elektrischem Signal kann er Brennstoff entweder mit einem leistungsstarken konischen Brenner oder mit einem kompakten Strahl einspritzen (Abb. 2.82). Der Kolbenboden hat eine besondere Form in Form einer kugelförmigen Vertiefung (Abb. 2.83). Diese Form ermöglicht eine Verwirbelung der einströmenden Luft und leitet den eingespritzten Kraftstoff zur Zündkerze, die in der Mitte des Brennraums installiert ist. Der Zuleitungsdraht liegt nicht seitlich, sondern senkrecht

Reis. 2.81. Mitsubishi GDI-Motor – erster Serienmotor mit Benzindirekteinspritzung

aber von oben. Es hat keine scharfen Kurven und daher wird die Luft mit hoher Geschwindigkeit zugeführt.

Reis. 2.82. Die Düse des GDI-Motors kann in zwei Modi betrieben werden und liefert einen leistungsstarken (a) oder kompakten (b) Brenner mit versprühtem Benzin

Beim Betrieb eines Motors mit Direkteinspritzung lassen sich drei verschiedene Modi unterscheiden:

1) die Arbeitsweise bei supermageren Gemischen;

2) die Arbeitsweise bei einem stöchiometrischen Gemisch;

3) Modus der scharfen Beschleunigung aus niedrigen Drehzahlen;

Erster Modus Es wird verwendet, wenn sich das Auto ohne plötzliche Beschleunigungen mit einer Geschwindigkeit von etwa 100-120 km / h bewegt. Dieser Modus verwendet ein sehr mageres Kraftstoffgemisch mit einem Luftüberschuss von mehr als 2,7. Unter normalen Bedingungen kann ein solches Gemisch nicht durch einen Funken gezündet werden, daher spritzt der Injektor Kraftstoff am Ende des Verdichtungstakts in einen kompakten Brenner ein (wie bei einem Dieselmotor). Eine kugelförmige Aussparung im Kolben leitet den Kraftstoffstrom zu den Elektroden der Zündkerze, wo die hohe Konzentration der Benzindämpfe die Zündung des Gemisches ermöglicht.

Zweiter Modus Es wird beim Fahren eines Autos mit hoher Geschwindigkeit und bei starken Beschleunigungen verwendet, wenn eine hohe Leistung erforderlich ist. Diese Bewegungsweise erfordert eine stöchiometrische Zusammensetzung des Gemisches. Eine Mischung dieser Zusammensetzung ist leicht entzündlich, aber der GDI-Motor hat einen erhöhten Grad an

Kompression, und um eine Detonation zu verhindern, spritzt der Injektor Kraftstoff mit einem starken Brenner ein. Ein fein zerstäubter Kraftstoff füllt den Zylinder und verdampft, um die Zylinderoberflächen zu kühlen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Detonation verringert wird.

Dritter Modus Es ist notwendig, ein großes Drehmoment zu erreichen, wenn das Gaspedal bei laufendem Motor stark gedrückt wird

arbeitet bei niedrigen Geschwindigkeiten. Dieser Betriebsmodus des Motors unterscheidet sich dadurch, dass der Injektor während eines Zyklus zweimal angesteuert wird. Während des Ansaugtaktes im Zylinder für

Reis. 2.83. Der Kolben eines Benzindirekteinspritzmotors hat eine spezielle Form (Verbrennungsprozess über dem Kolben)

4. Bestell-Nr. 1031. 97

Reis. 2.84. Konstruktionsmerkmale des Audi 2.0 FSI Benzindirekteinspritzer

seine Kühlung mit einem leistungsstarken Brenner wird mit einem ultramageren Gemisch (a = 4,1) injiziert. Am Ende des Verdichtungstaktes spritzt der Injektor erneut Kraftstoff ein, jedoch mit einem kompakten Brenner. In diesem Fall wird das Gemisch im Zylinder angereichert und es kommt nicht zur Detonation.

Im Vergleich zu einem konventionellen Motor mit Mehrpunkteinspritzung ist ein GDI-Motor etwa 10 % sparsamer und stößt 20 % weniger Kohlendioxid aus. Die Steigerung der Motorleistung erreicht 10%. Wie der Betrieb von Autos mit Motoren dieser Art zeigt, reagieren sie jedoch sehr empfindlich auf den Schwefelgehalt im Benzin.

Orbital hat das ursprüngliche Benzindirekteinspritzverfahren entwickelt. Dabei wird Benzin in die Zylinder des Motors eingespritzt, das über eine spezielle Düse mit Luft vorgemischt wird. Die Orbitaldüse besteht aus zwei Düsen, Kraftstoff und Luft.

Reis. 2.85. Orbitaldüsenbetrieb

Den Luftdüsen wird Luft in komprimierter Form von einem speziellen Kompressor mit einem Druck von 0,65 MPa zugeführt. Der Kraftstoffdruck beträgt 0,8 MPa. Zuerst wird der Kraftstoffstrahl gezündet und dann im richtigen Moment der Luftstrahl, also wird mit einem starken Brenner ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in Form eines Aerosols in den Zylinder gespritzt (Abb. 2.85).

Ein im Zylinderkopf neben der Zündkerze angeordneter Injektor spritzt einen Luft-/Kraftstoffstrahl direkt auf die Zündkerzenelektroden, um eine gute Zündung zu gewährleisten.

Viele moderne Einspritzmotoren sind mit unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzsystemen ausgestattet. Die Monoeinspritzung und noch mehr der Vergaser sind seit langem in der Geschichte, und jetzt gibt es zwei Haupttypen - den verteilten und den direkten Typ (bei vielen Autos sind sie unter den Abkürzungen MPI und GDI "versteckt"). Ein gewöhnlicher Mann auf der Straße versteht jedoch nicht, was der Unterschied ist und auch, welcher besser ist. Heute werden wir diese Lücke schließen am Ende wird es eine Videoversion und Voting geben, also lesen-ansehen-voten...

Sie sind wirklich in den Salon gekommen, schauen sich die Konfiguration an, und es gibt solide MPI oder GDI, es kann auch TURBO-Optionen geben. Sie fangen an, einen Berater zu fragen, und er lobt definitiv die direkte Injektion, aber die verteilte Injektion (na ja, wenn Sie nicht genug Geld haben). ABER warum ist er dann so gut? Warum zu viel bezahlen und wird es dafür ausgegeben?

Verteilte oder Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzung

Fangen wir mit ihm an, alles weil er zuerst auftauchte (vor seinem Gegner). Prototypen gab es zu Beginn des 20. Jahrhunderts, obwohl sie alles andere als ideal waren und oft mechanische Steuerungen verwendeten.

Abkürzung MPI (Multi Point Injection) - verteilte Multipoint-Injektion. Tatsächlich ist dies ein moderner Injektor.

Mit der Entwicklung der Elektronik gehören Vergaser und andere Antriebssysteme, die in den Anfängen standen, der Vergangenheit an. Die verteilte Einspritzung ist ein elektronisches Stromversorgungssystem, das auf Injektoren (vom Wort Einspritzung), einem Kraftstoffverteiler (wo sie installiert sind) basiert, einer elektronischen Pumpe (die am Tank befestigt ist). Es ist nur so, dass die ECU der Pumpe den Befehl gibt, Kraftstoff zu pumpen, sie geht die Autobahn entlang zum Kraftstoffverteiler, dann zum Injektor und dann auf dem Niveau gespritzt.

Aber auch dieses System wurde im Laufe der Jahre poliert. Es gibt drei Arten von Injektionen:

• Gleichzeitig ... Früher, in den 70er und 80er Jahren, kümmerte sich niemand um den Benzinpreis (es war billig), und auch an die Umwelt dachte niemand. Daher wurde mit einer Kurbelwellenumdrehung Kraftstoff in alle Zylinder gleichzeitig eingespritzt. Es war äußerst unpraktisch, denn wie üblich (bei einem 4-Zylinder-Motor) arbeiten zwei Kolben auf Kompression und die anderen beiden stoßen Abgase aus. Und wenn Sie alle "Töpfe" gleichzeitig mit Benzin versorgen, werfen die anderen beiden es einfach in den Schalldämpfer. Es ist extrem teuer in Bezug auf Benzin und sehr schädlich für die Umwelt.
• Parallelpaar ... Diese Art der Verteilungseinspritzung fand, wie Sie wahrscheinlich schon vermutet haben, in zwei Zylindern nacheinander statt. Das heißt, der Kraftstoff ging genau dorthin, wo die Kompression jetzt stattfindet.
• Phasentyp ... Dies ist derzeit die fortschrittlichste Methode, hier lebt jede Düse "sein eigenes Leben" und wird separat angesteuert. Er gibt Gas kurz vor dem Ansaugtakt ab. Hier findet die maximale Wirtschaftlichkeit der Mischung sowie ein hoher Umweltanteil statt.

Ich denke das ist verständlich, es ist der dritte Typ, der mittlerweile auf allen modernen Automodellen verbaut ist.

WO IST DIE INJEKTOR ... Hier liegt der Hauptunterschied zwischen Verteilereinspritzung und Direkteinspritzung. Der Injektor befindet sich auf Höhe des Ansaugkrümmers neben dem Motorblock.

Die Vermischung von Luft und Benzin erfolgt präzise im Krümmer. Zugemessene Luft kommt von der Drosselklappe (die Sie mit dem Gaspedal regulieren), wenn sie die Düse erreicht, wird Kraftstoff eingespritzt, es entsteht ein Gemisch, das bereits durch die Einlassventile in die Motorzylinder gesaugt wird (weitere Kompression, Zündung und Abgasaustritt).

PLUS eine solche Methode kann als relative Einfachheit des Designs bezeichnet werden, geringe Kosten, auch die Injektoren selbst sollten nicht komplex und beständig gegen hohe Temperaturen sein (da ich keinen Kontakt mit dem brennbaren Gemisch habe), sie funktionieren länger ohne Reinigung, sie sind es nicht hohe Anforderungen an die Qualität des Kraftstoffs.

MINUS mehr Spritverbrauch (im Vergleich zum Gegner), weniger Leistung

ABER aufgrund ihrer Einfachheit, geringen Kosten und Schlichtheit werden sie in einer großen Anzahl von Motoren nicht nur im Budgetsegment, sondern auch in der D-Klasse installiert.

Es erschien vor nicht allzu langer Zeit, in den 80er - 90er Jahren des letzten Jahrhunderts. An der Entwicklung waren Marken wie MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW etc. aktiv beteiligt.

Abkürzung GDI (Gasoline Direct Injection) - Einspritzung direkt in den Brennraum

Die Einspritzung erfolgt nach dem Phasenprinzip, dh jeder Injektor wird separat angesteuert. Oft werden sie in einem Hochdruck-Rail (so etwas wie einem COMMON RAIL) befestigt, es gibt aber auch einzelne Brennelemente, die für jeden einzeln geeignet sind.

WAS IST DER UNTERSCHIED HIER - die Injektoren sind in den Motorblock selbst eingeschraubt und haben direkten Kontakt mit dem Brennraum und dem gezündeten Kraftstoffgemisch.

Die Luft wird auch durch die Drosselklappe und dann durch den Ansaugkrümmer zugeführt - durch die Ventile gelangt sie in die Motorzylinder, wonach Kraftstoff während des Kompressionszyklus eingespritzt wird, sich mit Luft vermischt und von der Zündkerze zündet. Das heißt, die Mischung erfolgt direkt im Motor und nicht im Ansaugkrümmer, das ist der Hauptunterschied!

VORTEILE. Kraftstoffeffizienz (kann bis zu 10% erreichen), hohe Leistung (bis zu 5%), bessere Ökologie.

MINUS ... Es ist notwendig zu verstehen, dass sich die Düse neben dem gezündeten Gemisch befindet, daraus folgt:

• Komplexe Konstruktion
• Komplexer Service
• Teure Reparatur und Wartung
• Anforderung an die Kraftstoffqualität (sonst wird es verstopft)

Wie Sie sehen, ist es effizient und technologisch effizient, aber teuer in der Wartung.

Was ist besser - ein Tisch?

Ich schlage vor, darüber nachzudenken, eine Tabelle zu den Vorteilen beider Typen zu erstellen

Wie Sie sehen können, haben beide Typen erhebliche Vorteile gegenüber den anderen, anscheinend während beide existieren.

Jetzt schauen wir uns die Videoversion an.

Eine der Hauptaufgaben der Konstruktionsbüros der Automobilhersteller ist es nun, Kraftwerke zu schaffen, die möglichst wenig Kraftstoff verbrauchen und weniger Schadstoffe in die Atmosphäre emittieren. All dies muss zudem unter der Bedingung erreicht werden, dass der Einfluss auf die Betriebsparameter (Leistung, Drehmoment) minimal ist. Das heißt, es ist notwendig, den Motor wirtschaftlich und gleichzeitig leistungsstark und drehmomentstark zu gestalten.

Um das Ergebnis zu erreichen, werden nahezu alle Komponenten und Systeme des Aggregats verändert und modifiziert. Dies gilt insbesondere für das Stromversorgungssystem, da sie für den Kraftstofffluss in die Zylinder verantwortlich ist. Als jüngste Entwicklung in diese Richtung gilt die Kraftstoffdirekteinspritzung in die Brennräume eines benzinbetriebenen Kraftwerks.

Die Essenz dieses Systems reduziert sich auf die getrennte Zufuhr der Komponenten des brennbaren Gemisches - Benzin und Luft - in die Zylinder. Das heißt, das Funktionsprinzip ist dem Betrieb von Dieselanlagen sehr ähnlich, bei denen die Gemischbildung in Brennkammern erfolgt. Eine Benzineinheit, auf der ein Direkteinspritzsystem installiert ist, weist jedoch eine Reihe von Merkmalen des Einspritzvorgangs der Komponenten des Kraftstoffgemischs, seiner Mischung und Verbrennung auf.

Ein bisschen Geschichte

Die Direkteinspritzung ist keine neue Idee, in der Geschichte gibt es eine Reihe von Beispielen, in denen ein solches System verwendet wurde. Die erste weit verbreitete Verwendung dieser Art von Motorantrieb fand Mitte des letzten Jahrhunderts in der Luftfahrt statt. Sie versuchten auch, es auf Fahrzeugen zu verwenden, aber es fand keine weite Verbreitung. Das System dieser Jahre kann als eine Art Prototyp betrachtet werden, da es vollständig mechanisch war.

Mitte der 90er Jahre des 20. Jahrhunderts erhielt die Direkteinspritzung ein „zweites Leben“. Die ersten, die ihre Autos mit Installationen mit Direkteinspritzung ausstatteten, waren die Japaner. Das von Mitsubishi entwickelte Aggregat hat die GDI-Bezeichnung erhalten, was eine Abkürzung für „Gasoline Direct Injection“ ist, was für Direct Fuel Injection steht. Wenig später entwickelte Toyota seinen eigenen Motor - D4.

Direkteinspritzung

Im Laufe der Zeit sind Motoren mit Direkteinspritzung von anderen Herstellern aufgetaucht:

• Betrifft VAG - TSI, FSI, TFSI;
• Mercedes-Benz - CGI;
• Ford - EcoBoost;
• GM - EcoTech;

Die Direkteinspritzung ist kein eigenständiger, völlig neuer Typ und gehört zu den Kraftstoffeinspritzsystemen. Doch anders als bei seinen Vorgängern wird sein Kraftstoff unter Druck direkt in die Zylinder eingespritzt und nicht wie bisher in das Saugrohr, wo Benzin mit Luft vermischt wird, bevor es in die Brennräume geleitet wird.

Konstruktionsmerkmale und Funktionsprinzip

Die Benzindirekteinspritzung ist im Prinzip dem Diesel sehr ähnlich. Bei der Konstruktion eines solchen Antriebssystems gibt es eine zusätzliche Pumpe, nach der das bereits unter Druck stehende Benzin den im Zylinderkopf installierten Injektoren mit im Brennraum befindlichen Düsen zugeführt wird. Im erforderlichen Moment versorgt der Injektor den Zylinder mit Kraftstoff, wo bereits Luft durch das Saugrohr gepumpt wurde.

Das Design dieses Stromversorgungssystems umfasst:

• ein Tank mit einer darin installierten Kraftstoffansaugpumpe;
• Niederdruckleitungen;
• Kraftstofffilterelemente;
• eine Pumpe, die mit einem eingebauten Regler (Hochdruckkraftstoffpumpe) einen erhöhten Druck erzeugt;
• Hochdruckleitungen;
• Rampe mit Düsen;
• Bypass und Sicherheitsventile.

Diagramm der Kraftstoffdirekteinspritzung

Der Zweck eines Teils der Elemente, wie z. B. eines Tanks mit Pumpe und Filter, wird in anderen Artikeln beschrieben. Daher betrachten wir den Zweck einer Reihe von Knoten, die nur in einem Direkteinspritzsystem verwendet werden.

Eines der Hauptelemente dieses Systems ist die Hochdruckpumpe. Es lässt Kraftstoff unter erheblichem Druck in den Kraftstoffverteiler fließen. Sein Design unterscheidet sich von Hersteller zu Hersteller - Einzel- oder Mehrfachstößel. Der Antrieb erfolgt über die Nockenwellen.

Zum System gehören auch Ventile, die verhindern, dass der Kraftstoffdruck im System kritische Werte überschreitet. Im Allgemeinen wird der Druck an mehreren Stellen eingestellt - am Ausgang der Hochdruckpumpe durch einen Regler, der Teil der Einspritzpumpenkonstruktion ist. Es gibt ein Bypassventil, das den Druck am Pumpeneingang regelt. Das Sicherheitsventil überwacht den Druck im Rail.

Alles funktioniert so: Die Kraftstoffpumpe vom Tank durch die Niederdruckleitung versorgt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit Benzin, während das Benzin einen feinen Kraftstofffilter passiert, in dem große Verunreinigungen entfernt werden.

Kolbenpaare der Pumpe erzeugen einen Kraftstoffdruck, der bei verschiedenen Motorbetriebsbedingungen zwischen 3 und 11 MPa variiert. Der bereits unter Druck stehende Kraftstoff gelangt über Hochdruckleitungen in das Rail, die auf seine Injektoren verteilt wird.

Der Betrieb der Injektoren wird von einem elektronischen Steuergerät gesteuert. Gleichzeitig basiert es auf den Messwerten vieler Motorsensoren, steuert nach der Analyse der Daten die Injektoren - den Einspritzzeitpunkt, die Kraftstoffmenge und die Zerstäubungsmethode.

Wird der Einspritzpumpe mehr Kraftstoff zugeführt, wird das Bypassventil angesteuert, das einen Teil des Kraftstoffs in den Tank zurückführt. Auch wird bei Überdruck im Rail ein Teil des Kraftstoffs in den Tank abgelassen, dies übernimmt jedoch ein Sicherheitsventil.

Direkte Injektion

Mischarten

Durch die Direkteinspritzung konnten die Ingenieure den Benzinverbrauch reduzieren. Und alles wird durch die Möglichkeit erreicht, mehrere Arten der Gemischbildung zu verwenden. Das heißt, unter bestimmten Betriebsbedingungen des Kraftwerks wird eine eigene Art von Gemisch zugeführt. Darüber hinaus überwacht und steuert das System nicht nur die Kraftstoffzufuhr, um die eine oder andere Gemischbildung zu gewährleisten, wird auch eine bestimmte Art der Luftzufuhr zu den Zylindern eingestellt.

Insgesamt kann die Direkteinspritzung zwei Hauptarten von Gemisch in den Zylindern bereitstellen:

• geschichtet;
• Stöchiometrisch homogen;

Auf diese Weise können Sie eine Mischung auswählen, die bei einem bestimmten Betrieb des Motors den höchsten Wirkungsgrad bietet.

Durch die schichtweise Gemischbildung kann der Motor mit einem sehr mageren Gemisch betrieben werden, bei dem der Massenanteil der Luft mehr als das 40-fache des Kraftstoffanteils beträgt. Das heißt, es wird eine sehr große Menge Luft in die Zylinder geleitet und dann wird etwas Kraftstoff hinzugefügt.

Unter normalen Bedingungen entzündet sich ein solches Gemisch nicht durch einen Funken. Damit die Zündung stattfinden kann, haben die Konstrukteure dem Kolbenboden eine spezielle Form gegeben, die für einen Drall sorgt.

Bei einer solchen Gemischbildung tritt von der Klappe gelenkte Luft mit hoher Geschwindigkeit in den Brennraum ein. Am Ende des Verdichtungstaktes spritzt der Injektor Kraftstoff ein, der am Kolbenboden nach oben zur Zündkerze wirbelt. Dadurch ist das Gemisch im Bereich der Elektroden fett und leicht entzündlich, während sich um dieses Gemisch Luft praktisch frei von Brennstoffpartikeln befindet. Daher wird eine solche Gemischbildung als schichtweise bezeichnet - im Inneren befindet sich eine Schicht mit einem angereicherten Gemisch, auf der sich praktisch ohne Kraftstoff eine weitere Schicht befindet.

Diese Gemischbildung sorgt für einen minimalen Benzinverbrauch, aber das System bereitet ein solches Gemisch nur mit gleichmäßiger Bewegung, ohne plötzliche Beschleunigungen, vor.

Stöchiometrisches Mischen ist die Herstellung eines Kraftstoffgemisches im optimalen Verhältnis (14,7 Teile Luft auf 1 Teil Benzin), das eine maximale Leistungsabgabe gewährleistet. Ein solches Gemisch entzündet sich bereits leicht, so dass es nicht erforderlich ist, eine angereicherte Schicht in der Nähe der Kerze zu erzeugen, im Gegenteil, für eine effiziente Verbrennung ist es erforderlich, dass Benzin gleichmäßig in der Luft verteilt wird.

Daher wird der Kraftstoff von den Kompressionsdüsen eingespritzt und kann sich vor der Zündung gut mit Luft bewegen.

Diese Gemischbildung findet in den Zylindern beim Beschleunigen statt, wenn maximale Leistung gefordert ist und nicht die Wirtschaftlichkeit.

Die Konstrukteure mussten sich auch mit dem Problem des Übergangs des Motors von einem mageren Gemisch zu einem fetten Gemisch bei starken Beschleunigungen auseinandersetzen. Um eine klopfende Verbrennung zu vermeiden, wird beim Übergang eine Doppeleinspritzung verwendet.

Die erste Kraftstoffeinspritzung erfolgt im Ansaugtakt, wobei der Kraftstoff als Kühler für die Wände des Brennraums wirkt, wodurch eine Detonation verhindert wird. Die zweite Portion Benzin wird am Ende des Verdichtungstaktes geliefert.

Das Direkteinspritzsystem ermöglicht durch die gleichzeitige Verwendung mehrerer Arten der Gemischbildung einen guten Kraftstoffverbrauch ohne großen Einfluss auf die Leistungsindikatoren.

Beim Beschleunigen läuft der Motor mit normalem Gemisch, und nach dem Beschleunigen schaltet das Triebwerk bei Messung des Fahrmodus und ohne plötzliche Änderungen auf ein sehr mageres Gemisch um und spart so Kraftstoff.

Dies ist der Hauptvorteil eines solchen Stromversorgungssystems. Aber sie hat auch einen wichtigen Nachteil. Sowohl die Hochdruck-Kraftstoffpumpe als auch die Injektoren verwenden hochverarbeitete Präzisionsdämpfe. Sie sind die Schwachstelle, da diese Dämpfe sehr empfindlich auf die Qualität des Benzins reagieren. Das Vorhandensein von Fremdstoffen, Schwefel und Wasser kann die Einspritzpumpe und die Injektoren beschädigen. Außerdem hat Benzin sehr geringe Schmiereigenschaften. Daher ist der Verschleiß von Präzisionspaaren höher als der des gleichen Dieselmotors.

Außerdem ist das Dselbst baulich aufwendiger und teurer als das gleiche separate Einspritzsystem.

Neue Entwicklungen

Konstrukteure hören hier nicht auf. Eine Art Weiterentwicklung der Direkteinspritzung wurde im VAG-Konzern im TFSI-Triebwerk vorgenommen. Sein Antriebssystem wurde mit einem Turbolader kombiniert.

Eine interessante Lösung wurde von der Firma Orbital angeboten. Sie haben eine spezielle Düse entwickelt, die neben Kraftstoff auch Druckluft in die Zylinder einspritzt, die von einem zusätzlichen Kompressor gespeist wird. Dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch hat eine ausgezeichnete Entflammbarkeit und brennt gut. Aber das ist noch immer nur eine Entwicklung und ob es Anwendung auf Autos finden wird, ist noch unbekannt.

Generell ist die Direkteinspritzung heute das beste Stromversorgungssystem in Bezug auf Effizienz und Umweltfreundlichkeit, obwohl sie auch ihre Nachteile hat.

Eines der wichtigsten Arbeitssysteme fast jedes Autos ist die Kraftstoffeinspritzung, denn dank ihr wird die Kraftstoffmenge bestimmt, die der Motor zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt. 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 schon lange nicht mehr verwendet, das komplett 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, die erforderliche Kraftstoffmenge wird 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: ein System mit Direkteinspritzung, mit Monoinjektion, ein mechanisches und verteiltes System.

Das Funktionsprinzip des Direkt-(Direkt-)Kraftstoffeinspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffflüssigkeit über Injektoren direkt den Motorzylindern zugeführt wird (beispielsweise wie ein Dieselmotor). 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.

Allgemein 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 eine 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, Kraftstoff 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 zum Beispiel die Düse in den meisten Fällen im Gehäuse des ehemaligen Vergasers installiert war und sperrige Sensoren das "Atmen des Motors" erschwerten, traf der in den Zylinder eintretende Luftstrom auf erheblichen Widerstand. Theoretisch könnte ein solcher Mangel leicht beseitigt werden, 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 in den späten 30er Jahren des 20. Jahrhunderts, als es in Flugzeingesetzt wurde. Es wurde in Form eines Benzineinspritzsystems Diesel-Ursprungs präsentiert, das Hochdruck-Kraftstoffpumpen und geschlossene Injektoren jedes einzelnen Zylinders verwendet. 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 installiert 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 Massenproduktion wurde bereits 1951 etabliert und hat sich fast sofort bei fast allen Marken europäischer Automobilhersteller verbreitet.

Die (verteilte) Mehrpunktversion des Kraftstoffeinspritzsystems unterscheidet sich von den vorherigen durch das Vorhandensein einer einzelnen Düse, die im Einlassrohr jedes einzelnen Zylinders installiert wurde. Seine Aufgabe ist es, Kraftstoff direkt dem Einlassventil zuzuführen, also das Kraftstoffgemisch unmittelbar vor 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 den restlichen Komponenten des Motordesigns abzustimmen. 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 aufzuzeichnen. Betrachten wir die wichtigsten.

2. Sensoren des Kraftstoffeinspritzsystems

Die Sensoren der Kraftstoffeinspritzanlage sind dafür ausgelegt, Informationen von den Aktoren an das Motorsteuergerät und umgekehrt zu erfassen und weiterzuleiten. 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 lässt Luft durch sich hindurch (auf diese Weise kühlt) und der zweite ist ein Steuerelement. Anhand des ersten Platin-Filaments wird die in den Motor eingedrungene Luftmenge berechnet.

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

Dementsprechend ist der Widerstand des Sensors bei hoher Kühlmitteltemperatur gering (ca. 70 Ohm bei 130 Grad Celsius) und bei niedriger 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 bricht das beschriebene Gerät zwar praktisch nicht, aber manchmal wird es ernsthaft "versehen".

. 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, so liegt sie entsprechend unter 0,7 V, und wenn die Drosselklappe beginnt zu öffnen, steigt die Spannung an und sollte in vollständig geöffneter 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, das regelmäßig ausgetauscht werden muss (oft nach 20 Kilometern). Alles wäre in Ordnung, aber einen Ersatz zu machen ist nicht so einfach, vor allem wenn man kein hochwertiges Werkzeug dabei hat. Es dreht sich alles um die Befestigung: Es ist unwahrscheinlich, dass die untere Schraube mit einem normalen Schraubendreher herausgedreht wird, und wenn dies der Fall ist, 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 nicht funktioniert.

. Dient zur Übermittlung eines Signals über die Drehzahl und Position der Kurbelwelle an die Steuerung. Dieses Signal ist eine Reihe von wiederholten elektrischen Spannungsimpulsen, 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 (mit 58 im Kreis angeordneten Zähnen) montiert.

Um die Möglichkeit zu geben, einen "Synchronimpuls" zu erzeugen, fehlen zwei Scheibenzähne, dh es sind 56. Bei ihrer Drehung verändern die Scheibenzähne das Magnetfeld des Sensors und erzeugen so ein Impulsspannung. Anhand der Art des vom Sensor kommenden Impulssignals kann die Steuerung die Position und Drehzahl der Kurbelwelle bestimmen, wodurch der Zeitpunkt der Ansteuerung des Zündmoduls und der 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 an die Steuerung zu senden, deren Frequenz direkt proportional zur Drehzahl der Antriebsräder des Fahrzeugs ist. Aufgrund der Stecker des Kabelbaumblocks 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 primäre Filterung des Signalspektrums im Gerät selbst und hängt direkt von dessen Bauform ab. Daher werden bei verschiedenen Motortypen verschiedene 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. Resonante Klopfsensoren werden heute in Serienfahrzeugen nicht mehr verbaut.

Absolutdrucksensor. Verfolgt 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 atmosphärischen Druck und dem Druck im Ansaugrohr bei Vollgas zurückzuführen. Der Rohrinnendruck wird vom elektronischen Steuergerät anhand des Sensorsignals berechnet. Wenn sich herausstellt, dass er hoch ist, ist eine erhöhte Zufuhr von Kraftstoff erforderlich, und wenn der Druck niedrig ist, wird er im Gegenteil reduziert.

(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 erkennen und den Fahrer mit der Kontrollleuchte „CHECK ENGINE“ warnen kann. Darüber hinaus speichert es Diagnosecodes in seinem Speicher, die auf bestimmte Fehlfunktionen hinweisen, was die Reparaturarbeiten erheblich erleichtert.

Die ECU enthält drei Arten von Speicher: Festwertspeicher mit Programmierbarkeit (RAM und EPROM), Direktzugriffsspeicher (RAM oder RAM) und elektrisch programmierbarer Speicher (EPROM oder EEPROM). RAM wird vom Mikroprozessor des Geräts zur temporären Speicherung von Messergebnissen, Berechnungen und Zwischendaten verwendet. Diese Art von Speicher hängt von der Energieversorgung ab, was bedeutet, dass eine konstante und stabile Stromversorgung zum Speichern von Informationen erforderlich ist. 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 den bereits im EEPROM gespeicherten Codes verglichen 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. Mit ihm wird Kraftstoff in das Kraftstoffverteilerrohr gefördert, dessen Druck über einen vakuummechanischen 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 eine hohe Spannung zu erhalten, wird entweder eine zweikanalige Fernzündspule verwendet oder die Spulen, die sich direkt auf der selbst stecken.

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 Angaben, denn sie werden auf Basis der Gesamtzeit berechnet, die für das 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 während der Spülung adsorbiert und einer Nachverbrennung zugeführt werden.