Wtrysk paliwa. System bezpośredniego wtrysku paliwa do silników benzynowych: jak to działa

Silniki z układami wtrysku paliwa lub silniki wtryskowe prawie wyparły z rynku silniki gaźnikowe. Obecnie istnieje kilka rodzajów systemów wtryskowych różniących się urządzeniem i zasadą działania. Przeczytaj o tym, jak rozmieszczone są i działają różne typy i typy układów wtrysku paliwa.

Urządzenie, zasada działania i rodzaje układów wtrysku paliwa

Większość nowych samochodów osobowych jest obecnie wyposażona w układy wtrysku paliwa (silniki wtryskowe), które mają lepsze osiągi i są bardziej niezawodne niż tradycyjne silniki gaźnikowe. O silnikach wtryskowych pisaliśmy już (artykuł „Silnik wtryskowy”), więc tutaj rozważymy tylko rodzaje i odmiany układów wtrysku paliwa.

Istnieją dwa zasadniczo różne typy układów wtrysku paliwa:

Wtrysk centralny (lub wtrysk mono);
- Wtrysk wielopunktowy (lub wtrysk wielopunktowy).

Systemy te różnią się liczbą dysz i trybami ich działania, ale zasada działania jest dla nich taka sama. W silniku wtryskowym zamiast gaźnika montuje się jeden lub więcej wtryskiwaczy paliwa, które rozpylają benzynę do kolektora dolotowego lub bezpośrednio do cylindrów (powietrze jest dostarczane do kolektora za pomocą zespołu przepustnicy w celu utworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej). Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie jednorodności i wysokiej jakości mieszanki palnej, a co najważniejsze - łatwe ustawienie trybu pracy silnika w zależności od obciążenia i innych warunków.

System jest kontrolowany przez specjalną jednostkę elektroniczną (mikrokontroler), która zbiera informacje z kilku czujników i błyskawicznie zmienia tryb pracy silnika. We wczesnych systemach funkcję tę pełniły urządzenia mechaniczne, ale dziś silnik jest całkowicie kontrolowany przez elektronikę.

Układy wtrysku paliwa różnią się liczbą, miejscem montażu oraz trybem pracy wtryskiwaczy.

1 - cylindry silnika;
2 - rurociąg wlotowy;
3 - zawór dławiący;
4 - zaopatrzenie w paliwo;
5 - przewód elektryczny, przez który sygnał sterujący jest dostarczany do wtryskiwacza;
6 - przepływ powietrza;
7 - dysza elektromagnetyczna;
8 - pochodnia paliwowa;
9 - mieszanka palna

To rozwiązanie było historycznie pierwsze i najprostsze, dlatego kiedyś stało się dość powszechne. W zasadzie system jest bardzo prosty: wykorzystuje jeden wtryskiwacz, który stale wtryskuje benzynę do jednego na wszystkich cylindrach w kolektorze dolotowym. Powietrze jest również dostarczane do kolektora, więc powstaje tutaj mieszanka paliwowo-powietrzna, która dostaje się do cylindrów przez zawory dolotowe.

Zalety wtrysku mono są oczywiste: ten system jest bardzo prosty, aby zmienić tryb pracy silnika, wystarczy sterować tylko jednym wtryskiwaczem, a sam silnik ulega niewielkim zmianom, ponieważ wtryskiwacz jest umieszczony w miejscu gaźnika.

Jednak wtrysk mono ma również wady, po pierwsze - system ten nie jest w stanie sprostać stale rosnącym wymaganiom dotyczącym bezpieczeństwa środowiskowego. Dodatkowo awaria jednego wtryskiwacza skutecznie niszczy silnik. Dlatego dziś silniki z centralnym wtryskiem praktycznie nie są produkowane.

Rozproszony wtrysk

1 - cylindry silnika;
2 - palnik paliwowy;
3 - przewód elektryczny;
4 - zaopatrzenie w paliwo;
5 - rurociąg wlotowy;
6 - zawór dławiący;
7 - przepływ powietrza;
8 - szyna paliwowa;
9 - dysza elektromagnetyczna

Rozproszone układy wtryskowe wykorzystują wtryskiwacze zgodnie z liczbą cylindrów, co oznacza, że ​​każdy cylinder ma własny wtryskiwacz umieszczony w kolektorze dolotowym. Wszystkie wtryskiwacze są połączone szyną paliwową, przez którą dostarczane jest do nich paliwo.

Istnieje kilka rodzajów rozproszonych układów wtryskowych, które różnią się trybem pracy wtryskiwaczy:

Jednoczesny wtrysk;
- Wtrysk równoległy parami;
- Prysznic fazowy.

Jednoczesny wtrysk. Tutaj wszystko jest proste – wtryskiwacze, choć umieszczone w kolektorze dolotowym „własnego” cylindra, otwierają się w tym samym czasie. Można powiedzieć, że jest to ulepszona wersja wtrysku mono, ponieważ pracuje tu kilka dysz, ale jednostka elektroniczna steruje nimi jako jedną. Wtrysk symultaniczny daje jednak możliwość indywidualnej regulacji wtrysku paliwa dla każdego cylindra. Ogólnie rzecz biorąc, systemy z jednoczesnym wtryskiem są proste i niezawodne w działaniu, ale mają gorszą wydajność od bardziej nowoczesnych systemów.

Wtrysk równoległy parami. Jest to ulepszona wersja wtrysku jednoczesnego, różni się tym, że wtryskiwacze otwierane są po kolei parami. Zazwyczaj działanie wtryskiwaczy jest ustawione w taki sposób, że jeden z nich otwiera się przed suwem ssania jego cylindra, a drugi przed suwem wydechu. Obecnie ten rodzaj układu wtryskowego praktycznie nie jest stosowany, jednak w nowoczesnych silnikach przewidziana jest awaryjna praca silnika w tym konkretnym trybie. Zazwyczaj to rozwiązanie stosuje się w przypadku awarii czujników fazowych (czujników położenia wałka rozrządu), w których wtrysk fazowy jest niemożliwy.

Wstrzykiwanie stopniowe. Jest to najnowocześniejszy i najlepiej działający rodzaj układu wtryskowego. W przypadku wtrysku fazowego liczba wtryskiwaczy jest równa liczbie cylindrów i wszystkie otwierają się i zamykają w zależności od skoku. Zazwyczaj wtryskiwacz otwiera się tuż przed suwem ssania, aby osiągnąć lepsze osiągi i ekonomię silnika.

Również rozproszone systemy wtrysku obejmują wtrysk bezpośredni, ale ten ostatni ma zasadnicze różnice konstrukcyjne, dzięki czemu można go rozróżnić na osobny typ.

Systemy bezpośredniego wtrysku są najbardziej złożone i drogie, ale tylko one mogą zapewnić najlepszą wydajność i oszczędność. Ponadto wtrysk bezpośredni umożliwia szybką zmianę trybu pracy silnika, jak najdokładniejszą regulację dopływu paliwa do każdego cylindra itp.

W układach bezpośredniego wtrysku paliwa wtryskiwacze są montowane bezpośrednio w głowicy, rozpylając paliwo bezpośrednio do cylindra, unikając „pośredników” w postaci kolektora dolotowego i zaworu (lub zaworów) dolotowych.

Takie rozwiązanie jest dość skomplikowane technicznie, ponieważ w głowicy cylindra, gdzie już znajdują się zawory i świeca zapłonowa, konieczne jest również umieszczenie dyszy. Dlatego wtrysk bezpośredni może być stosowany tylko w wystarczająco mocnych, a zatem dużych silnikach. Dodatkowo takiego systemu nie da się zamontować na seryjnym silniku – trzeba go zmodernizować, co wiąże się z wysokimi kosztami. Dlatego wtrysk bezpośredni stosuje się dziś tylko w drogich samochodach.

Systemy wtrysku bezpośredniego są wymagające pod względem jakości paliwa i wymagają częstszej konserwacji, ale zapewniają znaczne oszczędności paliwa oraz zapewniają bardziej niezawodne i lepsze osiągi silnika. Obecnie istnieje tendencja do obniżania cen samochodów z takimi silnikami, aby w przyszłości mogli poważnie wycisnąć samochody z silnikami wtryskowymi innych systemów.

Głównym celem układu wtryskowego (inna nazwa to układ wtryskowy) jest zapewnienie terminowego dostarczania paliwa do cylindrów roboczych silnika spalinowego.

Obecnie podobny system jest aktywnie stosowany w silnikach spalinowych Diesla i benzyny. Ważne jest, aby zrozumieć, że układ wtryskowy będzie bardzo różny dla każdego typu silnika.

Zdjęcie: rsbp (flickr.com/photos/rsbp/)

Tak więc w benzynowych silnikach spalinowych proces wtrysku przyczynia się do powstania mieszanki paliwowo-powietrznej, po której następuje wymuszony zapłon przez iskrę.

W silnikach wysokoprężnych o spalaniu wewnętrznym paliwo dostarczane jest pod wysokim ciśnieniem, gdy jedna część mieszanki paliwowej łączy się z gorącym sprężonym powietrzem i niemal natychmiast zapala się samoczynnie.

Układ wtryskowy pozostaje kluczową częścią całego układu paliwowego każdego pojazdu. Centralnym elementem roboczym takiego układu jest wtryskiwacz paliwa (wtryskiwacz).

Jak wspomniano wcześniej, w silnikach benzynowych i wysokoprężnych stosowane są różne typy układów wtryskowych, które pokrótce rozważymy w tym artykule, a szczegółowo przeanalizujemy w kolejnych publikacjach.

Rodzaje układów wtryskowych w benzynowych silnikach spalinowych

W silnikach benzynowych stosowane są następujące układy dostarczania paliwa - wtrysk centralny (wtrysk mono), wtrysk wielopunktowy (wtrysk wielopunktowy), wtrysk kombinowany i wtrysk bezpośredni.

Centralny wtrysk

Paliwo dostarczane jest do centralnego układu wtryskowego za pomocą wtryskiwacza paliwa znajdującego się w kolektorze dolotowym. Ponieważ jest tylko jedna dysza, ten układ wtryskowy nazywany jest również wtryskiem mono.

Systemy tego typu straciły dziś na aktualności, więc nie są przewidziane w nowych modelach samochodów, jednak można je znaleźć w niektórych starych modelach niektórych marek samochodów.

Zaletami wtrysku mono są niezawodność i łatwość użytkowania. Wadami takiego systemu są niski poziom przyjazności silnika dla środowiska i wysokie zużycie paliwa.

Rozproszony wtrysk

System wtrysku wielopunktowego dostarcza paliwo oddzielnie do każdego cylindra wyposażonego we własny wtryskiwacz paliwa. W takim przypadku zespół paliwowy powstaje tylko w kolektorze dolotowym.

Obecnie większość silników benzynowych jest wyposażona w rozproszony system dostarczania paliwa. Zaletami takiego systemu są wysoka przyjazność dla środowiska, optymalne zużycie paliwa, umiarkowane wymagania dotyczące jakości zużywanego paliwa.

Bezpośredni wtrysk

Jeden z najdoskonalszych i najbardziej progresywnych systemów wtryskowych. Zasada działania takiego układu polega na bezpośrednim doprowadzeniu (wtrysku) paliwa do komory spalania cylindrów.

System bezpośredniego zasilania paliwem umożliwia uzyskanie wysokiej jakości kompozycji zespołów paliwowych na wszystkich etapach pracy ICE w celu usprawnienia procesu spalania mieszanki palnej, zwiększenia mocy roboczej silnika, obniżenia poziomu spalin gazy.

Wady tego układu wtryskowego obejmują złożoną konstrukcję i wysokie wymagania dotyczące jakości paliwa.

Wtrysk kombinowany

System tego typu łączy w sobie dwa systemy – wtrysk bezpośredni i rozproszony. Jest często stosowany do redukcji emisji pierwiastków toksycznych i spalin, dzięki czemu osiąga wysoki poziom przyjazności silnika dla środowiska.

Wszystkie układy zasilania paliwem stosowane w benzynowych silnikach spalinowych mogą być wyposażone w mechaniczne lub elektroniczne urządzenia sterujące, z których to ostatnie jest najbardziej zaawansowane, ponieważ zapewnia najlepszą wydajność i przyjazność dla środowiska silnika.

Zasilanie paliwem w takich systemach może odbywać się w sposób ciągły lub dyskretny (impuls). Według ekspertów, zasilanie paliwem impulsowym jest najbardziej odpowiednie i wydajne i jest obecnie stosowane we wszystkich nowoczesnych silnikach.

Rodzaje układów wtryskowych do silników spalinowych Diesla

Nowoczesne silniki wysokoprężne wykorzystują układy wtryskowe takie jak układ pompowtryskiwaczy, układ Common Rail, układ z rzędową lub dystrybucyjną pompą wtryskową (pompa paliwowa wysokiego ciśnienia).

Najpopularniejszymi i uważanymi za najbardziej postępowe z nich są układy: Common Rail oraz pompowtryskiwacze, o których szerzej omówimy poniżej.

Pompa wtryskowa jest centralnym elementem każdego układu paliwowego silnika Diesla.

W silnikach wysokoprężnych podawanie mieszanki palnej może odbywać się zarówno do komory wstępnej, jak i bezpośrednio do komory spalania (wtrysk bezpośredni).

Dziś preferowany jest układ bezpośredniego wtrysku, który wyróżnia się zwiększonym poziomem hałasu i mniej płynną pracą silnika w porównaniu z wtryskiem do komory wstępnej, ale jednocześnie zapewniony jest znacznie ważniejszy wskaźnik - wydajność.

Wtryskiwacz układu wtryskowego

Podobny system służy do podawania i wtrysku mieszanki paliwowej pod wysokim ciśnieniem przez centralne urządzenie - dysze pomp.

Jak sama nazwa wskazuje, kluczową cechą tego systemu jest to, że w jednym urządzeniu (dyszy pompy) połączone są jednocześnie dwie funkcje: generowanie ciśnienia i wtrysk.

Wadą konstrukcyjną tego układu jest to, że pompa jest wyposażona w stały napęd z wałka rozrządu silnika (nie odcinany), co prowadzi do szybkiego zużycia konstrukcji. Z tego powodu producenci coraz częściej decydują się na system wtrysku Common Rail.

Układ wtrysku Common Rail (wtrysk akumulatorowy)

Jest to bardziej zaawansowany system zasilania pojazdu dla większości silników Diesla. Jego nazwa pochodzi od głównego elementu konstrukcyjnego - szyny paliwowej, wspólnej dla wszystkich wtryskiwaczy. Common Rail w tłumaczeniu z angielskiego oznacza po prostu - wspólną rampę.

W takim układzie paliwo dostarczane jest do wtryskiwaczy z szyny, co jest również nazywane akumulatorem wysokociśnieniowym, dlatego system ma drugą nazwę - układ wtrysku akumulatora.

System Common Rail przewiduje trzy etapy wtrysku – wstępny, główny i dodatkowy. Pozwala to na zmniejszenie hałasu i wibracji silnika, usprawnienie procesu samozapłonu paliwa oraz zmniejszenie ilości szkodliwych emisji do atmosfery.

Do sterowania układami wtryskowymi w silnikach wysokoprężnych przewidziane są urządzenia mechaniczne i elektroniczne. Systemy na mechanice pozwalają kontrolować ciśnienie robocze, objętość i czas wtrysku paliwa. Układy elektroniczne pozwalają ogólnie na bardziej wydajną kontrolę silników spalinowych Diesla.

Układ wtrysku paliwa służy do dozowania paliwa do silnika spalinowego w określonym momencie. Moc, sprawność i klasa środowiskowa silnika samochodowego zależą od właściwości tego systemu. Systemy wtryskowe mogą mieć różne konstrukcje i wersje, co charakteryzuje ich wydajność i zakres.

Krótka historia pojawienia się

System wtrysku paliwa zaczął być aktywnie wdrażany w latach 70-tych, jako reakcja na zwiększony poziom emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Został zapożyczony z przemysłu lotniczego i był bezpieczniejszą dla środowiska alternatywą dla silnika gaźnikowego. Ten ostatni został wyposażony w mechaniczny układ podawania paliwa, w którym paliwo przedostawało się do komory spalania ze względu na różnicę ciśnień.

Pierwszy układ wtryskowy był prawie całkowicie mechaniczny i charakteryzował się niską wydajnością. Powodem tego był niewystarczający poziom postępu technicznego, który nie mógł w pełni ujawnić jego potencjału. Sytuacja zmieniła się pod koniec lat 90. wraz z rozwojem elektronicznych systemów sterowania silnikiem. Elektroniczna jednostka sterująca zaczęła kontrolować ilość paliwa wtryskiwanego do cylindrów oraz procent składników mieszanki paliwowo-powietrznej.

Rodzaje układów wtryskowych do silników benzynowych

Istnieje kilka głównych typów układów wtrysku paliwa, które różnią się sposobem tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej.

Wtrysk mono lub wtrysk centralny

Centralny schemat wtrysku zapewnia obecność jednego wtryskiwacza, który znajduje się w kolektorze dolotowym. Takie układy wtryskowe można znaleźć tylko w starszych samochodach osobowych. Składa się z następujących elementów:

• Regulator ciśnienia - zapewnia stałe ciśnienie robocze 0,1 MPa i zapobiega powstawaniu pęcherzyków powietrza w układzie paliwowym.
• Dysza wtryskowa - impulsuje benzynę do kolektora dolotowego silnika.
• Przepustnica - reguluje ilość dostarczanego powietrza. Może być napędzany mechanicznie lub elektrycznie.
• Jednostka sterująca składa się z mikroprocesora i jednostki pamięci, która zawiera dane referencyjne dla charakterystyki wtrysku paliwa.
• Czujniki położenia wału korbowego silnika, położenia przepustnicy, temperatury itp.

Systemy wtrysku benzyny z jednym wtryskiwaczem działają według następującego schematu:

• Silnik pracuje.
• Czujniki odczytują i przesyłają informacje o stanie systemu do jednostki sterującej.
• Uzyskane dane są porównywane z charakterystyką odniesienia i na podstawie tych informacji centralka oblicza moment i czas otwarcia wtryskiwacza.
• Do cewki elektrozaworu wysyłany jest sygnał otwarcia wtryskiwacza, co prowadzi do podania paliwa do kolektora dolotowego, gdzie miesza się z powietrzem.
• Do cylindrów podawana jest mieszanka paliwa i powietrza.

Wielokrotny wtrysk (MPI)

Rozproszony układ wtryskowy składa się z podobnych elementów, ale ta konstrukcja zapewnia oddzielne dysze dla każdego cylindra, które mogą być otwierane jednocześnie, parami lub pojedynczo. Mieszanie powietrza i benzyny występuje również w kolektorze dolotowym, ale w przeciwieństwie do wtrysku pojedynczego, paliwo jest dostarczane tylko do przewodów dolotowych odpowiednich cylindrów.

Sterowanie odbywa się elektronicznie (KE-Jetronic, L-Jetronic). Są to uniwersalne systemy wtrysku paliwa Bosch, które są szeroko stosowane.

Zasada działania wtrysku rozproszonego:

• Do silnika dostarczane jest powietrze.
• Szereg czujników określa objętość powietrza, jego temperaturę, prędkość obrotową wału korbowego, a także parametry położenia przepustnicy.
• Na podstawie otrzymanych danych elektroniczna jednostka sterująca określa optymalną ilość paliwa dla napływającej ilości powietrza.
• Nadawany jest sygnał i odpowiednie wtryskiwacze są otwierane na wymagany czas.

Bezpośredni wtrysk paliwa (GDI)

System zapewnia dostarczanie benzyny przez poszczególne wtryskiwacze bezpośrednio do komór spalania każdego cylindra pod wysokim ciśnieniem, gdzie jednocześnie dostarczane jest powietrze. Ten system wtrysku zapewnia najdokładniejsze stężenie mieszanki paliwowo-powietrznej, niezależnie od trybu pracy silnika. W takim przypadku mieszanina wypala się prawie całkowicie, zmniejszając tym samym ilość szkodliwych emisji do atmosfery.

Ten układ wtryskowy jest złożony i wrażliwy na jakość paliwa, co czyni go kosztownym w produkcji i eksploatacji. Ponieważ wtryskiwacze pracują w bardziej agresywnych warunkach, dla poprawnej pracy takiego układu konieczne jest zapewnienie wysokiego ciśnienia paliwa, które musi wynosić co najmniej 5 MPa.

Strukturalnie system bezpośredniego wtrysku obejmuje:

• Pompa paliwowa wysokiego ciśnienia.
• Kontrola ciśnienia paliwa.
• Szyna paliwowa.
• Zawór bezpieczeństwa (montowany na listwie paliwowej w celu ochrony elementów układu przed wzrostem ciśnienia powyżej dopuszczalnego poziomu).
• Czujnik wysokiego ciśnienia.
• Wtryskiwacze.

Elektroniczny system wtrysku tego typu firmy Bosch nosi nazwę MED-Motronic. Jego zasada działania zależy od rodzaju tworzenia mieszanki:

• Warstwa po warstwie — implementowane przy niskich i średnich prędkościach obrotowych silnika. Powietrze jest podawane do komory spalania z dużą prędkością. Paliwo jest wtryskiwane w kierunku świecy zapłonowej i mieszając się po drodze z powietrzem, zapala się.
• Stechiometria. Po naciśnięciu pedału gazu przepustnica zostaje otwarta, a paliwo jest wtryskiwane jednocześnie z dopływem powietrza, po czym mieszanina zapala się i całkowicie spala.
• Jednorodny. W cylindrach wywoływany jest intensywny ruch powietrza, podczas gdy podczas suwu ssania wtryskiwana jest benzyna.

Bezpośredni wtrysk paliwa w silniku benzynowym to najbardziej obiecujący kierunek ewolucji układów wtryskowych. Został po raz pierwszy wdrożony w 1996 roku w samochodach osobowych Mitsubishi Galant, a dziś jest instalowany w ich samochodach przez większość największych producentów samochodów.

Jednym z najważniejszych układów pracy niemal każdego samochodu jest układ wtrysku paliwa, ponieważ to dzięki niemu określana jest ilość paliwa wymagana przez silnik w określonym czasie. Dzisiaj rozważymy zasadę działania tego systemu na przykładzie niektórych jego typów, a także zapoznamy się z istniejącymi czujnikami i aktuatorami.

1. Cechy układu wtrysku paliwa

W produkowanych dziś silnikach system gaźnika został już dawno wycofany, który został całkowicie wyparty przez nowszy i bardziej ulepszony układ wtrysku paliwa. Wtrysk paliwa jest powszechnie określany jako system dozowania płynu paliwowego do cylindrów silnika pojazdu. Może być instalowany zarówno w silnikach benzynowych, jak i wysokoprężnych, jednak jasne jest, że konstrukcja i zasada działania będą inne. W przypadku stosowania w silnikach benzynowych, podczas wtrysku powstaje jednorodna mieszanka paliwowo-powietrzna, która jest zapalana na siłę przez iskrę ze świecy zapłonowej.

W przypadku silnika wysokoprężnego paliwo wtryskiwane jest pod bardzo wysokim ciśnieniem, a potrzebna porcja paliwa mieszana jest z gorącym powietrzem i zapala się niemal natychmiast. Ilość wtryskiwanego paliwa, a jednocześnie całkowita moc silnika, zależy od ciśnienia wtrysku. Dlatego im wyższe ciśnienie, tym wyższa moc jednostki napędowej.

Obecnie istnieje dość duża różnorodność gatunkowa tego systemu, a główne typy to: wtrysk bezpośredni, wtrysk mono, systemy mechaniczne i rozproszone.

Zasada działania systemu bezpośredniego (bezpośredniego) wtrysku paliwa polega na tym, że płyn paliwowy za pomocą wtryskiwaczy jest podawany bezpośrednio do cylindrów silnika (np. jak silnik wysokoprężny). Po raz pierwszy taki schemat zastosowano w lotnictwie wojskowym podczas II wojny światowej oraz w niektórych samochodach okresu powojennego (pierwszym był Goliath GP700). Jednak ówczesny system bezpośredniego wtrysku nie mógł zdobyć należytej popularności, czego przyczyną były drogie wysokociśnieniowe pompy paliwowe wymagane do pracy i oryginalna głowica cylindrów.

W rezultacie inżynierom nie udało się osiągnąć dokładności operacyjnej i niezawodności systemu. Dopiero na początku lat 90-tych XX wieku, w związku z zaostrzeniem norm środowiskowych, zainteresowanie wtryskiem bezpośrednim zaczęło ponownie rosnąć. Wśród pierwszych firm, które rozpoczęły produkcję takich silników były Mitsubishi, Mercedes-Benz, Peugeot-Citroen, Volkswagen, BMW.

Generalnie wtrysk bezpośredni można by nazwać szczytem ewolucji układów napędowych, gdyby nie jedno… Takie silniki są bardzo wymagające pod względem jakości paliwa, a przy stosowaniu ubogich mieszanek emitują też silnie tlenek azotu, który trzeba sobie z tym poradzić komplikując konstrukcję silnika...

Wtrysk jednopunktowy (zwany też „mono-injection” lub „centralnym wtryskiem”) to układ, który w latach 80-tych XX wieku zaczął być stosowany jako alternatywa dla gaźnika, zwłaszcza że zasady ich działania są bardzo zbliżone : strumienie powietrza mieszają się z płynem paliwowym podczas kolektora dolotowego, ale dysza zastąpiła złożony i wrażliwy gaźnik. Oczywiście na początkowym etapie rozwoju systemu w ogóle nie było elektroniki, a dopływ benzyny był kontrolowany przez urządzenia mechaniczne. Jednak pomimo pewnych wad, zastosowanie wtrysku nadal zapewniało silnikowi znacznie wyższą moc znamionową i znacznie większą oszczędność paliwa.

A wszystko dzięki tej samej dyszy, która umożliwiała znacznie dokładniejsze dozowanie cieczy paliwowej, rozpylając ją na drobne cząstki. W wyniku zmieszania z powietrzem uzyskano jednorodną mieszankę, a wraz ze zmianą warunków jazdy samochodu i trybu pracy silnika niemal natychmiast zmienił się jego skład. To prawda, były też pewne wady. Na przykład, ponieważ w większości przypadków dysza była montowana w korpusie dawnego gaźnika, a masywne czujniki utrudniały „oddychanie silnika”, przepływ powietrza wchodzącego do cylindra napotykał poważny opór. Z teoretycznego punktu widzenia taką usterkę można było łatwo wyeliminować, ale przy istniejącym złym rozkładzie mieszanki paliwowej nikt nie mógł wtedy nic zrobić. Pewnie dlatego w naszych czasach wtrysk jednopunktowy jest tak rzadki.

Mechaniczny układ wtryskowy pojawił się pod koniec lat 30. XX wieku, kiedy zaczął być stosowany w układach zasilania paliwem samolotów. Przedstawiono go w postaci układu wtrysku benzyny pochodzenia diesla z wykorzystaniem wysokociśnieniowych pomp paliwowych oraz zamkniętych wtryskiwaczy każdego z cylindrów. Kiedy próbowali zainstalować je w samochodzie, okazało się, że nie wytrzymają konkurencji mechanizmów gaźnika, a to ze względu na znaczną złożoność i wysoki koszt projektu.

Po raz pierwszy niskociśnieniowy układ wtryskowy został zainstalowany w samochodzie MERSEDES w 1949 roku i natychmiast przewyższył układ paliwowy typu gaźnika pod względem wydajności. Fakt ten dał impuls do dalszego rozwoju idei wtrysku benzyny do samochodów wyposażonych w silnik spalinowy. Z punktu widzenia polityki cenowej i niezawodności działania najbardziej udany pod tym względem jest system mechaniczny „K-Jetronic” firmy BOSCH. Jego seryjną produkcję rozpoczęto w 1951 roku i niemal natychmiast rozpowszechniła się w prawie wszystkich markach europejskich producentów samochodów.

Wersja wielopunktowa (rozproszona) układu wtrysku paliwa różni się od poprzednich obecnością indywidualnej dyszy, która została zamontowana w rurze wlotowej każdego pojedynczego cylindra. Jego zadaniem jest dostarczanie paliwa bezpośrednio do zaworu dolotowego, czyli przygotowanie mieszanki paliwowej tuż przed wejściem do komory spalania. Oczywiście w takich warunkach będzie miał jednorodny skład i w przybliżeniu taką samą jakość w każdym z cylindrów. W efekcie moc silnika, jego efektywność paliwowa ulega znacznemu zwiększeniu, a także zmniejszeniu ulega poziom toksyczności spalin.

Na ścieżce rozwoju rozproszonego układu wtrysku paliwa zdarzały się czasem pewne trudności, jednak nadal był on udoskonalany. W początkowej fazie, podobnie jak poprzednia wersja, była sterowana mechanicznie, jednak szybki rozwój elektroniki nie tylko uczynił ją bardziej wydajną, ale dał również szansę na koordynację działań z resztą struktury silnika. Okazało się więc, że nowoczesny silnik jest w stanie zasygnalizować kierowcy awarię, w razie potrzeby samodzielnie przełączy się w tryb pracy awaryjnej lub po skorzystaniu z pomocy systemów bezpieczeństwa poprawi poszczególne błędy w zarządzaniu. Ale to wszystko system wykonuje za pomocą pewnych czujników, które są zaprojektowane do rejestrowania najmniejszych zmian w aktywności jednej lub drugiej jego części. Rozważmy główne.

2. Czujniki układu wtrysku paliwa

Czujniki układu wtrysku paliwa są przeznaczone do rejestrowania i przesyłania informacji z siłowników do jednostki sterującej silnika i odwrotnie. Należą do nich następujące urządzenia:

Jego element pomiarowy znajduje się w strumieniu spalin, a gdy temperatura pracy osiągnie 360 ​​stopni Celsjusza, czujnik zaczyna generować własną siłę elektromotoryczną, która jest wprost proporcjonalna do ilości tlenu w spalinach. W praktyce, gdy pętla sprzężenia zwrotnego jest zamknięta, sygnał czujnika tlenu to szybko zmieniające się napięcie między 50 a 900 miliwoltów. Możliwość zmiany napięcia spowodowana jest ciągłą zmianą składu mieszanki w pobliżu punktu stechiometrycznego, a sam czujnik nie jest przystosowany do generowania napięcia przemiennego.

W zależności od zasilania rozróżnia się dwa rodzaje czujników: z impulsowym i stałym zasilaniem elementu grzejnego. W wersji impulsowej czujnik tlenu jest podgrzewany przez elektroniczną jednostkę sterującą. Jeśli nie zostanie rozgrzany, będzie miał wysoką rezystancję wewnętrzną, co nie pozwoli na generowanie własnego pola elektromagnetycznego, co oznacza, że ​​jednostka sterująca „widzi” tylko określone stabilne napięcie odniesienia. W miarę nagrzewania się czujnika zmniejsza się jego rezystancja wewnętrzna i rozpoczyna się proces generowania własnego napięcia, o którym od razu wiadomo ECU. Dla jednostki sterującej jest to sygnał gotowości do użycia w celu dostosowania składu mieszanki.

Służy do oszacowania ilości powietrza, które dostaje się do silnika maszyny. Jest częścią elektronicznego systemu zarządzania silnikiem. To urządzenie może być używane w połączeniu z niektórymi innymi czujnikami, takimi jak czujnik temperatury powietrza i czujnik ciśnienia atmosferycznego, które korygują jego odczyty.

Czujnik przepływu powietrza zawiera dwa włókna platynowe ogrzewane prądem elektrycznym. Jedna nić przepuszcza powietrze przez siebie (chłodząc w ten sposób), a druga jest elementem sterującym. Za pomocą pierwszego żarnika platynowego obliczana jest ilość powietrza, która dostała się do silnika.

Na podstawie informacji otrzymanych z czujnika przepływu powietrza, ECU oblicza wymaganą ilość paliwa niezbędną do utrzymania stosunku stechiometrycznego powietrza i paliwa w określonych warunkach pracy silnika. Ponadto jednostka elektroniczna wykorzystuje otrzymane informacje do określenia punktu pracy silnika. Obecnie istnieje kilka różnych typów czujników odpowiedzialnych za masowy przepływ powietrza: np. ultradźwiękowe, wiatraczkowe (mechaniczne), termoprzewodowe itp.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego (DTOZH). Ma postać termistora, czyli rezystora, w którym rezystancja elektryczna może się zmieniać w zależności od wskaźników temperatury. Termistor znajduje się wewnątrz czujnika i wyraża ujemny współczynnik rezystancji wskaźników temperatury (przy ogrzewaniu siła oporu maleje).

W związku z tym przy wysokiej temperaturze płynu chłodzącego występuje niska rezystancja czujnika (około 70 omów przy 130 stopniach Celsjusza), a przy niskiej temperaturze - wysoka (około 100800 omów przy -40 stopniach Celsjusza). Podobnie jak większość innych czujników, to urządzenie nie gwarantuje dokładnych wyników, co oznacza, że ​​możemy mówić tylko o zależności rezystancji czujnika temperatury płynu chłodzącego od wskaźników temperatury. Generalnie, choć opisywane urządzenie praktycznie się nie psuje, to czasami jest poważnie „mylone”.

. Jest montowany na rurze przepustnicy i jest połączony z osią samego amortyzatora. Przedstawiony jest w postaci potencjometru z trzema końcami: jeden jest zasilany napięciem dodatnim (5V), a drugi jest podłączony do masy. Trzeci pin (od suwaka) przenosi sygnał wyjściowy do sterownika. Gdy przepustnica jest obracana po naciśnięciu pedału, zmienia się napięcie wyjściowe czujnika. Jeżeli przepustnica jest w stanie zamkniętym, to odpowiednio jest poniżej 0,7 V, a gdy przepustnica zaczyna się otwierać, napięcie wzrasta i w pozycji całkowicie otwartej powinno wynosić więcej niż 4 V. Zgodnie z napięciem wyjściowym czujnik, sterownik w zależności od kąta otwarcia przepustnicy dokonuje korekty dopływu paliwa.

Biorąc pod uwagę, że sterownik sam określa minimalne napięcie urządzenia i przyjmuje je jako wartość zerową, mechanizm ten nie wymaga regulacji. Według niektórych kierowców czujnik położenia przepustnicy (jeśli jest produkcji krajowej) jest najbardziej niewiarygodnym elementem systemu, wymagającym okresowej wymiany (często po 20 kilometrach). Wszystko byłoby w porządku, ale nie jest łatwo dokonać wymiany, zwłaszcza jeśli nie masz przy sobie wysokiej jakości narzędzia. Wszystko sprowadza się do mocowania: dolną śrubę raczej nie odkręci się zwykłym śrubokrętem, a jeśli tak, to dość trudno to zrobić.

Dodatkowo fabrycznie przy wkręcaniu śruby są "osadzone" na uszczelniaczu, który "uszczelnia" tak bardzo, że przy odkręcaniu nakrętki często się urwie. W takim przypadku zaleca się całkowite zdemontowanie całego zespołu przepustnicy, a w najgorszym przypadku trzeba będzie go wyjąć na siłę, ale tylko wtedy, gdy masz całkowitą pewność, że nie działa.

. Służy do przekazywania do sterownika sygnału o prędkości i położeniu wału korbowego. Ten sygnał to seria powtarzających się impulsów napięcia elektrycznego, które są generowane przez czujnik podczas obracania się wału korbowego. Na podstawie otrzymanych danych sterownik może sterować wtryskiwaczami i układem zapłonowym. Czujnik położenia wału korbowego montowany jest na pokrywie pompy olejowej w odległości jednego milimetra (+0,4mm) od koła pasowego wału korbowego (posiada 58 zębów rozmieszczonych w kole).

Aby zapewnić możliwość generowania „impulsu synchronizacyjnego”, brakuje dwóch zębów koła pasowego, czyli w rzeczywistości jest ich 56. Gdy się obraca, zęby dysku zmieniają pole magnetyczne czujnika, tworząc w ten sposób napięcie impulsowe . Na podstawie charakteru sygnału impulsowego pochodzącego z czujnika, sterownik może określić położenie i prędkość wału korbowego, co umożliwia obliczenie momentu zadziałania modułu zapłonowego i wtryskiwaczy.

Czujnik położenia wału korbowego jest najważniejszy ze wszystkich tutaj wymienionych i w przypadku awarii mechanizmu silnik samochodu nie będzie działał. Czujnik prędkości. Zasada działania tego urządzenia oparta jest na efekcie Halla. Istotą jego pracy jest przesyłanie do sterownika impulsów napięciowych o częstotliwości wprost proporcjonalnej do prędkości obrotowej kół napędowych pojazdu. W oparciu o złącza na bloku wiązki, wszystkie czujniki prędkości mogą mieć pewne różnice. Na przykład złącze kwadratowe jest używane w systemach Bosch, a okrągłe odpowiada systemom January4 i GM.

Na podstawie sygnałów wychodzących z czujnika prędkości system sterowania może określić progi odcięcia paliwa, a także ustawić elektroniczne ograniczenia prędkości dla pojazdu (dostępne w nowych systemach).

Czujnik położenia wałka rozrządu(lub jak to się nazywa „czujnik fazy”) to urządzenie przeznaczone do określania kąta wałka rozrządu i przesyłania odpowiednich informacji do elektronicznej jednostki sterującej pojazdu. Następnie na podstawie otrzymanych danych sterownik może sterować układem zapłonowym i dopływem paliwa do poszczególnych cylindrów, co w rzeczywistości robi.

Czujnik stuku Służy do wyszukiwania wstrząsów stukowych w silniku spalinowym. Z konstruktywnego punktu widzenia jest to płyta piezoceramiczna zamknięta w obudowie, umieszczona na bloku cylindrów. Obecnie istnieją dwa rodzaje czujnika stuków - rezonansowy i nowocześniejszy szerokopasmowy. W modelach rezonansowych pierwotna filtracja widma sygnału odbywa się wewnątrz samego urządzenia i zależy bezpośrednio od jego konstrukcji. Dlatego w różnych typach silników stosuje się różne modele czujników spalania stukowego, które różnią się od siebie częstotliwością rezonansową. Czujniki typu szerokopasmowego mają płaską charakterystykę w zakresie szumu stukowego, a sygnał jest filtrowany przez elektroniczną jednostkę sterującą. Obecnie w seryjnych modelach samochodów nie są już instalowane rezonansowe czujniki stuków.

Czujnik ciśnienia bezwzględnego. Monitoruje zmiany ciśnienia atmosferycznego, które zachodzą w wyniku zmian ciśnienia barometrycznego i/lub zmian wysokości. Ciśnienie barometryczne można zmierzyć podczas włączania zapłonu, zanim silnik zacznie się obracać. Za pomocą elektronicznej jednostki sterującej można „aktualizować” dane dotyczące ciśnienia barometrycznego podczas pracy silnika, gdy przy niskich obrotach silnika przepustnica jest prawie całkowicie otwarta.

Ponadto za pomocą czujnika ciśnienia bezwzględnego można zmierzyć zmianę ciśnienia w rurze wlotowej. Zmiany ciśnienia są spowodowane zmianami obciążenia silnika i prędkości wału korbowego. Czujnik ciśnienia bezwzględnego przetwarza je na sygnał wyjściowy o określonym napięciu. Gdy przepustnica jest w pozycji zamkniętej, wydaje się, że sygnał wyjściowy ciśnienia bezwzględnego daje stosunkowo niskie napięcie, podczas gdy całkowicie otwarta przepustnica odpowiada sygnałowi wysokiego napięcia. Wysokie napięcie wyjściowe wynika z dopasowania ciśnienia atmosferycznego do ciśnienia w rurze wlotowej przy pełnym otwarciu przepustnicy. Ciśnienie wewnętrzne w rurze jest obliczane przez elektroniczną jednostkę sterującą na podstawie sygnału z czujnika. Jeśli okaże się, że jest wysoki, wymagany jest zwiększony dopływ płynu paliwowego, a jeśli ciśnienie jest niskie, to przeciwnie - zmniejszone.

(ECU). Chociaż nie jest to czujnik, biorąc pod uwagę, że jest bezpośrednio związany z działaniem opisywanych urządzeń, uznaliśmy za konieczne umieszczenie go na tej liście. ECU jest „centrum mózgu” układu wtrysku paliwa, które stale przetwarza dane informacyjne otrzymywane z różnych czujników i na tej podstawie steruje obwodami wyjściowymi (elektroniczne układy zapłonowe, wtryskiwacze, regulator obrotów biegu jałowego, różne przekaźniki). Jednostka sterująca jest wyposażona we wbudowany system diagnostyczny, który potrafi wykryć awarie systemu i za pomocą lampki ostrzegawczej „SPRAWDŹ SILNIK” ostrzec o nich kierowcę. Ponadto przechowuje w swojej pamięci kody diagnostyczne wskazujące na konkretne obszary awarii, co znacznie ułatwia prace naprawcze.

ECU zawiera trzy rodzaje pamięci: pamięć tylko do odczytu z programowalnością (RAM i EPROM), pamięć o dostępie swobodnym (RAM lub RAM) oraz pamięć podlegająca programowaniu elektrycznemu (EPROM lub EEPROM). Pamięć RAM jest wykorzystywana przez mikroprocesor urządzenia do tymczasowego przechowywania wyników pomiarów, obliczeń i danych pośrednich. Ten rodzaj pamięci jest uzależniony od zasilania energią, co oznacza, że ​​do przechowywania informacji wymaga stałego i stabilnego zasilania. W przypadku przerwy w zasilaniu wszystkie diagnostyczne kody usterek i informacje obliczeniowe dostępne w pamięci RAM są natychmiast usuwane.

EPROM przechowuje ogólny program operacyjny, który zawiera sekwencję wymaganych poleceń i różne informacje o kalibracji. W przeciwieństwie do poprzedniej wersji, ten rodzaj pamięci nie jest ulotny. EEPROM służy do tymczasowego przechowywania kodów haseł immobilizera (samochodowy system antykradzieżowy). Po odebraniu przez sterownik tych kodów z jednostki sterującej immobilizera (jeśli istnieje), są one porównywane z kodami już zapisanymi w pamięci EPROM, a następnie podejmowana jest decyzja o włączeniu lub wyłączeniu rozruchu silnika.

3. Siłowniki układu wtryskowego

Siłowniki układu wtrysku paliwa przedstawione są w postaci wtryskiwacza, pompy paliwa, modułu zapłonowego, regulatora obrotów biegu jałowego, wentylatora układu chłodzenia, sygnału zużycia paliwa oraz adsorbera. Rozważmy każdy z nich bardziej szczegółowo. Dysza. Służy jako zawór elektromagnetyczny o znormalizowanej wydajności. Służy do wtrysku określonej ilości paliwa, obliczonej dla określonego trybu pracy.

Pompa benzynowa. Służy do przemieszczania paliwa do listwy paliwowej, której ciśnienie utrzymywane jest za pomocą podciśnieniowo-mechanicznego regulatora ciśnienia. W niektórych wersjach systemu można go łączyć z pompą gazową.

Moduł zapłonowy to urządzenie elektroniczne przeznaczone do kontroli procesu iskrzenia. Składa się z dwóch niezależnych kanałów do zapłonu mieszanki w cylindrach silnika. W najnowszych, zmodyfikowanych wersjach urządzenia jego elementy niskonapięciowe są definiowane w sterowniku, a do uzyskania wysokiego napięcia stosuje się albo dwukanałową zdalną cewkę zapłonową, albo te cewki, które znajdują się bezpośrednio na samej wtyczce.

Regulator biegu jałowego. Jego zadaniem jest utrzymanie określonej prędkości biegu jałowego. Regulator to silnik krokowy napędzający obejściowy kanał powietrzny w korpusie przepustnicy. Zapewnia to silnikowi niezbędny przepływ powietrza do pracy, zwłaszcza gdy przepustnica jest zamknięta. Wentylator chłodzący, jak sama nazwa wskazuje, zapobiega przegrzewaniu się części. Jest kontrolowany przez ECU, który reaguje na sygnały z czujnika temperatury płynu chłodzącego. Zazwyczaj różnica między pozycjami włączenia i wyłączenia wynosi 4-5 ° C.

Sygnał zużycia paliwa- wprowadza komputer pokładowy w stosunku 16000 impulsów na 1 wyliczony litr zużytego paliwa. Oczywiście są to tylko wartości orientacyjne, ponieważ obliczane są na podstawie całkowitego czasu spędzonego na otwieraniu wtryskiwaczy. Ponadto brany jest pod uwagę pewien współczynnik empiryczny, który jest potrzebny do skompensowania założenia przy pomiarze błędu. Nieścisłości w obliczeniach są spowodowane pracą wtryskiwaczy w nieliniowym odcinku zakresu, asynchroniczną wydajnością paliwową i kilkoma innymi czynnikami.

Adsorber. Występuje jako element obiegu zamkniętego podczas recyrkulacji oparów benzyny. Normy Euro-2 wykluczają możliwość kontaktu wentylacji zbiornika gazu z atmosferą, a opary benzyny muszą zostać zaadsorbowane i przekazane do dopalania podczas przedmuchu.

»Układ wtrysku paliwa – schematy i zasada działania

Różne systemy i rodzaje wtrysku paliwa.

Wtrysk paliwa To nic innego jak zawór sterowany automatycznie. Wtryskiwacze paliwa są częścią układu mechanicznego, który w regularnych odstępach czasu wtryskuje paliwo do komór spalania. Wtryskiwacze paliwa mogą otwierać się i zamykać wielokrotnie w ciągu jednej sekundy. W ostatnich latach dotychczas stosowane gaźniki do dostarczania paliwa zostały w dużej mierze zastąpione wtryskiwaczami.

• Wtryskiwacz przepustnicy i amortyzatora.

Korpus przepustnicy to najprostszy rodzaj wtrysku. Podobnie jak gaźniki, wtryskiwacz przepustnicy znajduje się na górze silnika. Te wtryskiwacze są bardzo podobne do gaźników, z wyjątkiem ich funkcji. Podobnie jak gaźniki, nie mają miski z paliwem ani silników odrzutowych. W tej formie wtryskiwacze przenoszą go bezpośrednio do komór spalania.

• System ciągłego wtrysku.

Jak sama nazwa wskazuje, paliwo płynie z wtryskiwaczy w sposób ciągły. Jego wejście do cylindrów lub rur jest kontrolowane przez zawory wlotowe. W ciągłym wtrysku następuje ciągły przepływ paliwa ze zmienną szybkością.

• Centralny port wtrysku (CPI).

Obwód ten wykorzystuje specjalny rodzaj łączników zwany „grzybkami zaworowymi”. Zawory grzybkowe to zawory służące do sterowania wlotem i wylotem paliwa do cylindra. To rozpyla paliwo przy każdym strzale za pomocą rurki przymocowanej do centralnego wtryskiwacza.

• Wieloportowy lub wielopunktowy wtrysk paliwa - schemat pracy.

Jeden z bardziej zaawansowanych systemów wtrysku paliwa w dzisiejszych czasach nazywa się „wtryskiem wielopunktowym lub wielopunktowym”. Jest to typ wtrysku dynamicznego, który zawiera oddzielny wtryskiwacz dla każdego cylindra. W wielopunktowym układzie wtrysku paliwa wszystkie wtryskiwacze rozpylają go jednocześnie, bez żadnych opóźnień. Jednoczesny wtrysk wielopunktowy to jedno z najbardziej zaawansowanych ustawień mechanicznych, które pozwala na natychmiastowy zapłon paliwa w cylindrze. Dlatego dzięki wielopunktowemu wtryskowi paliwa kierowca uzyska szybką reakcję.

Nowoczesne schematy wtrysku paliwa to dość złożone skomputeryzowane systemy mechaniczne, które wykraczają poza wtryskiwacze paliwa. Całym procesem steruje komputer. A różne części reagują zgodnie z podanymi instrukcjami. Istnieje wiele czujników, które dostosowują się, przesyłając ważne informacje do komputera. Istnieją różne czujniki monitorujące zużycie paliwa, poziom tlenu i inne.

Chociaż ten schemat układu paliwowego jest bardziej złożony, działanie poszczególnych jego części jest wysoce dopracowane. Pomaga kontrolować poziom tlenu i zużycie paliwa, co pomaga uniknąć niepotrzebnego zużycia paliwa w silniku. Wtryskiwacz paliwa daje Twojemu samochodowi możliwość wykonywania zadań z dużą precyzją.

W przypadku różnych układów paliwowych często konieczne jest płukanie specjalnym sprzętem.

Istota schematu bezpośredniego wtrysku do komory spalania

Dla osoby, która nie ma technicznego nastawienia, zrozumienie tego zagadnienia jest niezwykle trudnym zadaniem. Jednak nadal konieczna jest znajomość różnic między tą modyfikacją silnika a wtryskiem lub gaźnikiem. Po raz pierwszy silniki z wtryskiem bezpośrednim zastosowano w modelu Mercedes-Benz z 1954 roku, ale ta modyfikacja zyskała dużą popularność dzięki Mitsubishi pod nazwą Gasoline Direct Injection.

I od tego czasu ten projekt jest używany przez wiele znanych marek, takich jak:

• Nieskończoność,
• Bród,
• General Motors,
• Hyundai,
• Mercedes-Benz,
• Mazda.

Ponadto każda z firm używa własnej nazwy dla rozpatrywanego systemu. Ale zasada działania pozostaje taka sama.

Wzrost popularności układu wtrysku paliwa ułatwiają wskaźniki jego wydajności i przyjazności dla środowiska, ponieważ podczas jego użytkowania znacznie zmniejsza się emisja szkodliwych substancji do atmosfery.

Główne cechy układu wtrysku paliwa

Podstawową zasadą tego systemu jest wtryskiwanie paliwa bezpośrednio do cylindrów silnika. System zazwyczaj wymaga do działania dwóch pomp paliwowych:

1. pierwszy znajduje się w zbiorniku z benzyną,
2. drugi jest na silniku.

Co więcej, druga to pompa wysokociśnieniowa, czasami dostarczająca ponad 100 barów. Jest to niezbędny warunek działania, ponieważ paliwo dostaje się do cylindra podczas suwu sprężania. Wysokie ciśnienie jest głównym powodem specjalnej konstrukcji dysz, które wykonane są w postaci teflonowych oringów.

Ten układ paliwowy, w przeciwieństwie do konwencjonalnego układu wtryskowego, jest układem mieszanki wewnętrznej z uwarstwionym lub równomiernym tworzeniem masy paliwowo-powietrznej. Sposób tworzenia mieszanki zmienia się wraz ze zmieniającym się obciążeniem silnika. Zrozumiemy działanie silnika z warstwą po warstwie i jednorodnym tworzeniem mieszanki paliwowo-powietrznej.

Praca z uwarstwioną mieszanką paliwową

Ze względu na cechy konstrukcyjne kolektora (obecność przepustnic zamykających dno) dostęp do dna jest zablokowany. W suwie ssania powietrze dostaje się do górnej części cylindra, po pewnym obrocie wału korbowego paliwo wtryskiwane jest na suwie sprężania, co wymaga wysokiego ciśnienia pompy. Następnie uzyskana mieszanina jest wydmuchiwana przez wir powietrzny do świecy. W momencie przyłożenia iskry benzyna będzie już dobrze wymieszana z powietrzem, co przyczynia się do wysokiej jakości spalania. Jednocześnie szczelina powietrzna tworzy rodzaj powłoki, która zmniejsza straty i zwiększa wydajność, zmniejszając tym samym zużycie paliwa.

Należy zauważyć, że praca z wtryskiem warstwowym jest najbardziej obiecującym kierunkiem, ponieważ w tym trybie można osiągnąć najbardziej optymalne spalanie paliwa.

Jednorodne tworzenie mieszanki paliwowej

W tym przypadku zachodzące procesy są jeszcze łatwiejsze do zrozumienia. Paliwo i powietrze potrzebne do spalania prawie jednocześnie wchodzą do cylindra silnika podczas suwu ssania. Jeszcze zanim tłok osiągnie górny martwy punkt, mieszanka paliwowo-powietrzna jest w stanie zmieszanym. Dzięki wysokiemu ciśnieniu wtrysku powstaje wysokiej jakości mieszanka. System przełącza się z jednego trybu pracy na inny dzięki analizie napływających danych. W efekcie prowadzi to do wzrostu ekonomii silnika.

Główne wady wtrysku paliwa

Wszystkie zalety systemu bezpośredniego wtrysku paliwa można osiągnąć tylko wtedy, gdy stosuje się benzynę spełniającą określone kryteria jakościowe. Powinny być uporządkowane. Wymagania dotyczące liczby oktanowej dla systemu nie mają żadnych dużych cech. Dobre chłodzenie mieszanki paliwowo-powietrznej uzyskuje się również przy stosowaniu benzyn o liczbie oktanowej od 92 do 95.

Najsurowsze wymagania stawiane są właśnie pod względem oczyszczania benzyny, jej składu, zawartości ołowiu, siarki i brudu. W ogóle nie powinno być siarki, ponieważ jej obecność doprowadzi do szybkiego zużycia wyposażenia paliwowego i awarii elektroniki. Wady obejmują również zwiększony koszt systemu. Wynika to z coraz większej złożoności konstrukcji, co z kolei prowadzi do wzrostu kosztów komponentów.

Wyniki

Analizując powyższe informacje można śmiało stwierdzić, że system z bezpośrednim wtryskiem paliwa do komory spalania jest bardziej obiecujący i nowoczesny niż wtrysk z dystrybucją. Pozwala znacznie zwiększyć sprawność silnika dzięki wysokiej jakości mieszanki paliwowo-powietrznej. Główną wadą systemu jest obecność wysokich wymagań dotyczących jakości benzyny, wysokie koszty naprawy i konserwacji. A przy stosowaniu benzyny niskiej jakości dramatycznie wzrasta potrzeba częstszych napraw i konserwacji.

Gdzie jest zawór EGR - czyszczenie czyli jak wytłumić EGR Obrotowy silnik wysokoprężny - konstrukcja silnika
Układ hamulcowy samochodu - naprawa lub wymiana Diesel nie uruchamia się, awarie i przyczyny
Układ chłodzenia silnika samochodowego, zasada działania, awarie