Принцип работы эбу инжекторного двигателя. Принцип работы механического инжектора

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали – ) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления , которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска ). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

• Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
• Датчик (-и) кислорода (). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
• Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
• Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
• Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
• Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.

Существует два основных типа управления многоточечными системами впрыска : топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной .

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения длительности импульса топливной форсунки . В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B) , общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте ). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

Подача топлива в камеру сгорания. Поэтому основная неисправность, которая может с ней возникнуть - засорение или полный выход ее из строя. К признакам неисправной работы форсунок относятся следующие факторы:

• неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
• значительный рост потребления топлива;
• проблемы с запуском двигателя, особенно “ ”;
• в некоторых случаях может появиться значительное количество черного дыма из выхлопной трубы (в случае, если в камеру сгорания попадает много топлива через протекающую форсунку), а иногда так же сопровождается и периодическими звонкими ;
• потеря динамических качеств автомобиля, выражающаяся в том, что машина плохо разгоняется, ей не хватает мощности, чувствуются рывки во время езды даже по ровной поверхности, в том числе при сбросе газа и при изменении значения нагрузки на двигатель.

Эти признаки конечно могут указывать и на другие проблемы силового агрегата автомобиля, однако все же при их возникновении советуем вам проверить форсунки и при необходимости отремонтировать или заменить их.

Неисправности в работе форсунок влекут за собой значительный износ ДВС, и приближают срок его капитального ремонта.

Причины неисправности инжекторных форсунок

Устройство форсунки

Современные топливные форсунки в бензиновых двигателях бывают двух типов - электромагнитные и механические. Первая представляет собой электромагнитный клапан, который управляется системой ЭБУ автомобиля. При подаче соответствующих сигналов клапан открывается на определенный угол, регулируя количество подаваемого топлива в цилиндр. Вторая лишь подает топливо в канал. В ее конструкции имеется игла со ступенькой. Когда давления достаточно, топливо преодолевает сопротивление пружины, и игла поднимается. Соответственно, распылитель открывается и топливо подается в камеру. В настоящее время широкую популярность приобрели электромагнитные форсунки, как более технологичные. Поэтому далее будем рассматривать проверку и чистку на их примере.

Неисправностей электромагнитной форсунки может быть всего несколько:

• отсутствие сигнала от ЭБУ;
• неисправность или полный выход из строя обмотки;
• засорение выпускного отверстия форсунки.

Как показывает практика, именно последний вариант является наиболее частой причиной полного или частичного выхода форсунки из строя.

Как проверить топливные форсунки на инжекторном двигателе

Существует несколько методов того, как проверить работоспособность форсунки. Перечислим их по порядку с подробным указанием алгоритма действий.

Проверка с помощью замера сопротивления

Проверить форсунки, не снимая их можно с помощью мультиметра. Для начала уточните, какие форсунки установлены на вашем автомобиле - высокого или низкого импеданса (электрического сопротивления). Эти данные будут необходимы для выполнения точной диагностики. Для того, чтобы проверить форсунки тестером, не снимая их с двигателя, необходимо придерживаться такого плана:

Замер сопротивления обмотки форсунки

• снять высоковольтные провода с форсунок;
• установить мультиметр в режим замера сопротивления изоляции (омметра) в пределах от 0 до 200 Ом (в зависимости от технических параметров прибора верхний предел может отличаться, главное, чтобы омметр мог показывать значение сопротивления в несколько десятков Ом);
• выключите зажигание и снимите “минусовую” клемму с аккумулятора;
• отключите электрический разъем на диагностируемой форсунке (как правило, для этого отщелкивают крепежный зажим, расположенный на корпусе колодки);
• подсоедините измерительные щупы тестера к выводам форсунки и произведите замеры.

Форсунки высокого импеданса имеют сопротивления изоляции в пределах 11...17 Ом, а низкого - 2...5 Ом.

Если значение измеренного сопротивления изоляции значительно отличается от указанного, это говорит о том, что форсунка неисправна. Соответственно, форсунку необходимо демонтировать и выполнить детальную диагностику.

Помните, что при проверке форсунок мультиметром, диагностировать необходимо все устройства поочередно! Так можно проверить какая форсунка не работает.

Важно знать, что напряжение на форсунки от ЭБУ подается в импульсном, а не постоянном виде. Поэтому проводить замер сопротивления рекомендуется не только с помощью омметра, но и осциллографа, так можно увидеть какие пиковые значения принимает сопротивление и напряжение. А тестер показывает усредненное значение.

Как проверить питание на форсунках

Проверка подачи питания на топливную рампу ВАЗ 2110-2112

Проверку наличия питания на рампу рассмотрим на примере автомобилей ВАЗ 2110, 2111, 2112, как одних из самых популярных. Но сначала напомним, что в колодке с контактами четыре из них подают питание на форсунки, а один (розовый провод с черной полоской) является общей “массой”. Действовать же нужно по следующему алгоритму:

• отсоединить фишку питания;
• на мультиметре выставить верхний предел измеряемого сопротивления в районе 200 Ом (это значение зависит от конкретной модели тестера);
• замерять попарно каждый из четырех контактов от форсунок с общим разъемом.

Значение сопротивления должно находиться в пределах 11,5...15,5 Ом . Помните, что так вы замерите лишь подачу питания на рампе к каждой форсунке.

Можно проверить форсунку просто на вибрации. При работающем двигателе исправная форсунка должна немного вибрировать . Если дрожание нет - значит, она вышла из строя.

Проверка подачи питания от электрической цепи автомобиля проводится достаточно просто, вам всего лишь нужно:

• поочередно от каждой форсунки необходимо отсоединить колодку питающих проводов;
• после этого двумя кусками проводов подключить форсунку напрямую к аккумулятору;
• включить зажигание.

В случае, если форсунка начнет распылять топливо, значит проблемы необходимо искать в проводке.

Будьте осторожны, чтобы топливо из форсунки не попало на вас или другие предметы. Направьте ее сопло в какой-либо закрытый сосуд.

Как проверить пусковую форсунку

Для начала скажем пару слов про моноинжектор. На сегодняшний день таких агрегатов встречается все меньше, поскольку система является устаревшей. Ее суть заключается в установке лишь одной форсунки - перед дроссельной заслонкой. Их можно встретить на старых моделях иномарок VW, Audi, Skoda, Seat и прочих.

Опишем алгоритм проверки сопротивления форсунки на моноинжекторе:

• проверить попарно контакты с форсунок и сравнить их с данными из мануала (как правило, эти значения должны находиться в пределах 1,2...1,6 Ом);
• при проверке контакта 1 и 4 необходимо удостовериться в том, что ДТВВ (датчик температуры всасываемого воздуха) , для этого также воспользуйтесь данными по сопротивлению из мануала;
• если значение сопротивления выходят за пределы допустимых, необходимо диагностировать форсунку более детально.

Зачастую в старых моноинжекторных двигателях, кроме клапанной форсунки еще используется и так называемая пусковая форсунка, задача которой состоит в том, чтобы при запуске двигателя, особенно в холодную погоду и высоких оборотах двигателя, давать дополнительное количество горючего с тем, чтобы облегчить его пуск. Время ее работы определяется автоматически с помощью ЭБУ (в частности, теплового реле), но как правило, составляет всего несколько секунд, после чего отключается, поскольку двигатель запускается, и в ее дальнейшем использовании нет необходимости.

Ее работа полностью аналогична работе форсунок в инжекторе. В процессе эксплуатации она также частично или полностью может выйти из строя. Явным признаком таких проблем является тот факт, что холодный двигатель запускается и сразу же глохнет. Проверка пусковой форсунки производится по следующему алгоритму:

• подобрать какую-нибудь небольшую мерную емкость (наподобие стакана);
• снять форсунку с двигателя и установить ее в упомянутую емкость;
• один контакт форсунки подключают напрямую к аккумуляторной батарее автомобиля, а другой - к его “массе”;
• к “плюсу” аккумулятора также подсоединяют реле топливного насоса, тем самым вводя его в работу.

Во время работы и проверки насоса форсунки необходимо обращать на угол распыления топлива, а также количество перекачанного объема бензина. Справочные данные вы найдете в справочной информации к той форсунке, которая установлена в вашем автомобиле. В качестве ориентировочного примера можно привести данные о системе K-Jetronic. В данном случае угол распыла составляет 80°, а объем - от 70 до 100 кубических сантиметров топлива в минуту. Естественно, что в других системах эти показатели будут другими.

После того, как вы проверите работу моно форсунки, отсоедините ее и вытрите насухо. В нормальном рабочем состоянии ее корпус является герметичным. А это означает, что из него не должно подтекать топливо. Подождите некоторое время и удостоверьтесь в этом (для этого достаточно 1...2 минут).

Проверка форсунки на слух

Опытные автомобилисты способны проверить состояние и работоспособность форсунок, не снимая их с двигателя, в частности, на слух . Для этого используют обычную прямоугольную дощечку или лучше стетоскоп.

Один ее край плотно приложите к проверяемой форсунке, а другой край - к уху. Если форсунка находится в нормальном рабочем состоянии , то вы не услышите от нее никаких посторонних звуков или вибраций, только равномерные щелчки . А вот если не щелкает или звуки не равномерные, а также присутствуют другие вибрации и стуки, это означает, что исследуемая форсунка засорилась. И чем сильнее стуки и шумы - тем степень засора больше.

В целом же можно слушать форсунки и без упомянутой дощечки. Однако для этого необходим соответствующий опыт. Дело в том, что при неисправном узле из блока цилиндров будет доносится приглушенный высокочастотный звук, похожий на писк или свист. Если вы услышали его при работающем двигателе - рекомендуем вам более детально проверить работу форсунки на стенде или рампе.

Проверка форсунки на рампе

Еще один метод проверки форсунок - при снятой топливной рампе (снимается вместе с форсунками, поэтому этот метод можно отнести к такому, который подразумевает снятие форсунок). Для этого рампу снимают вместе с форсунками, а под них устанавливают стаканчики или другие емкости, куда будет попадать топливо. При этом желательно снять “минусовую” клемму от аккумулятора, а жгуты питающих проводов отсоединить. Перед включением схему следует восстановить.

После этого соедините две топливные трубки, а ключом зажмите держащие их штуцеры. Далее необходимо 10...15 секунд покрутить стартер (но не дольше, поскольку это вредно для него). При этом важно заметить форму “факела”, под которым подается топливо, а также количество бензина в стаканах. При исправных форсунках количество бензина в них должно быть одинаково . Если это не так, то для дальнейшей подробной диагностики ее необходимо снять и проверить на стенде.

Также будет полезно заметить, не подтекает ли бензин из форсунки при заглушенном двигателе. Если это так, то имеет смысл проверить целостность корпуса форсунки, а также степень ее закрытия.

Проверка баланса форсунок

Проверка баланса форсунок

Рассмотрим проверку баланса форсунок на примере автомобилей ВАЗ. Действия выполняются в следующей последовательности:

• отключить бензонасос и завести машину с тем, чтобы убрать избыточное давление топлива в системе (машина должна проработать несколько секунд и заглохнуть);
• подключить манометр к топливной системе;
• подключить обратно бензонасос в систему;
• подключить компьютер с соответствующим программным обеспечением и кабель для снятия и диагностики показаний к компьютеру автомобиля.

Дальнейшие действия проводятся в программном обеспечении, с помощью которого включается и отключается бензонасос, а также форсунки. Алгоритм действия для каждой из них такой:

• включить зажигание;
• проверяем показания на манометре (должно быть порядка 2,8...3 ат);
• с помощью ПО отключить реле бензонасоса;
• на манометре давление немного упало (приблизительно 2,8 ат);
• посредством ПО включить первую форсунку;
• проверить давление на манометре (в идеале давление не должно значительно упасть);
• вновь с помощью программы включить реле бензонасоса с тем, чтобы восстановить давление до исходных 2,8...3 ат;
• далее повторить процедуру со всеми форсунками, после чего не забывать восстанавливать давление в системе с помощью бензонасоса.

В идеале все форсунки должны показывать одинаковое значение сброса давления. Если же в какой-то из них сброс происходит с сильно отличающимся значением, это означает, что с форсункой что-то не так, и нужна дополнительная диагностика.

После выполнения описанных процедур не забудьте скинуть полностью давление в системе. Необходимо подключить бензонасос и завести автомобиль, после чего можно отсоединить манометр.

Проверка форсунок на стенде

Механические характеристики влияют на работу форсунок. А их проверка возможна только на специальном стенде. Как его сделать своими руками вы можете почитать в отдельном . В частности, на стенде проверяют:

• количество топлива, проходящее через форсунку;
• давление топлива;
• форму “факела” форсунки.

Проверка снятой форсунки на стенде является наиболее точным методом диагностики. С его помощью можно определить степень поврежденности форсунки и целесообразность ремонта.

Как чистить форсунки

Чаще всего проблемой в работе форсунок является их банальная загрязненность. Поэтому, чтобы восстановить их работоспособность и вернуть номинальную , достаточно произвести чистку. Это можно сделать двумя путями - не вынимая с двигателя (добавив в топливо специальный очиститель) и в снятом состоянии (пропуская чистящее средство по отдельно взятой форсунке или ультразвуком). Для очистки используются следующие методы:

• механический;
• ультразвуковой;
• с помощью химических составов.

В данной статье мы поговорим лишь о некоторых, поскольку зачастую для чистки форсунок необходимо дополнительное профессиональное оборудование. Подробную информацию о самостоятельной чистке вы найдете в . Здесь же коснемся этих способов вкратце.

Чистка форсунки в домашних условиях

Отдельно взятую форсунку можно чистить с помощью специальных химических составов. Например, тех же присадок, которые добавляются в топливо для очищения системы или так называемый “Очиститель карбюратора”. Действовать в данном случае необходимо по следующему алгоритму:

• заранее подготовить “Очиститель карбюратора” (или его аналог в виде баллончика с разбрызгивателем), контактную кнопку без фиксации замкнутого положения, шприц объемом 5 мл или больше, трубочку для продолжения горлышка шприца с уплотнением, пустую тару, желательно большого объема (5-10 литров), зарядное устройство от мобильного телефона с обрезанным штекером, контактные провода с клеммами;
• далее необходимо вставить испытуемую форсунку в заднюю часть шприца (как можно более плотнее, с резинкой или без нее);
• после этого подключить клеммы через кнопку к зарядному устройству и включить его в розетку;
• вставить трубочку в распылитель средства для очистки, а обратную часть форсунки развернуть в подготовленную пустую тару;
• после этого нажать на распылитель с тем, чтобы некоторое количество вещества попало в форсунку;
• нажать на кнопку контакта, чтобы привести в действие форсунку.

Если форсунка исправна, с ее обратной стороны должно под напором выйти моющее средство. Процедуру продувки необходимо повторить несколько раз для достижения необходимой степени чистоты.

Если в вашем автомобиле установлены низкоомные форсунки, то нажимать кнопку открытия форсунки необходимо на долю секунды. Если же у вас высокоомные форсунки, то держать кнопку можно 2-3 секунды.

Кроме выше перечисленных методов проверки также можно упомянуть о проверке токсичности газов и дымности, - низкий уровень CO при прогазовке, является признаком плохой работы форсунок. Данный метод практикуется на некоторых СТО, в качестве контроля работы двигателя. Поскольку нужны как определенные знания, так и оборудования, то рассматривать его в качестве одно из вариантов самостоятельной диагностики не будем.

Также нельзя обойти стороной и не уделить внимание проверке форсунок по коррекции топливоподачи и лямбде, но тут такая же ситуация как и токсичностью, потребуется не только диагностическое оборудование, но и уметь разбираться во всех цифрах что будет показывать вам диагностика.

Чистка форсунки не снимая ее

В данном случае чистка может осуществляться несколькими методами:

• С использованием специальных очистительных присадок, которые добавляют к топливу. В их составе содержатся специальные чистящие вещества, которые в щадящем режиме очищают отверстия форсунок.
• Чистка при помощи давления. Для этого необходимо разогнать машину до скорости 110...130 км/ч, и проехать так 10...15 км (около 5...6 минут) на высоких оборотах двигателя. Вследствие высокой нагрузки в форсунках произойдет естественное очищение.
• Холостой ход. Этот метод аналогичен предыдущему. Необходимо на стоящем автомобиле запустить двигатель и поддерживать обороты на уровне 4...5 тысяч в течение 3...4 минут. Вследствие этого также произойдет очистка форсунок. Однако предыдущий метод очистки лучше, поскольку нагрузка при его условиях выше.

Выводы

Проблемы в работе форсунок не являются критичной поломкой, однако все же при их возникновении рекомендуем вам не откладывать проверку и устранение неисправности. В большинстве случаев ремонтные работы можно провести самостоятельно с помощью описанных выше методов. Своевременная проверка и диагностика форсунок позволит вам избежать проблем с эксплуатацией машины. Профилактика обойдется вам дешевле, чем ремонтные работы на форсунках или других узлах двигателя. Рекомендуем вам чистить форсунки через каждые 30...35 тысяч километров пробега вашего авто вне зависимости от их состояния.

Двигатель внутреннего сгорания - весьма сложный и технологичный агрегат. С годами его конструкция совершенствуется, появляются новые системы и механизмы. Еще недавно на улицах можно было встретить карбюраторные автомобили. Сейчас даже «девятки» ездят на инжекторе. Считается, что это более современная система питания, которая позволяет увеличить производительность силового агрегата и снизить расход топлива. Не каждый знает, как работает инжектор. Что это такое, из чего состоит — узнаем из данного материала. Также рассмотрим особенности данной конструкции и принципы ее работы.

Характеристика

Название происходит от английского слова Inject, что дословно переводится как «впрыскивать». Что это такое - инжектор?

Это специальная форсунка, что устанавливается на двигатель внутреннего сгорания и является частью его системы питания, более усовершенствованный аналог карбюратора. Основная задача клапана инжектора - это распыление топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

Впервые такая система была внедрена в начале 50-х годов на двухтактном двигателе купе Goliath 700. Спустя небольшое время начала появляться на «Мерседесах» (в том числе на модели 300 SL). Однако массовое вытеснение карбюраторов произошло лишь в 70-х годах. Немецкие производители начали использовать механический инжектор (также известный как «К-Джетроник»). С годами система получила электронное управление.

Инжектор на ВАЗе

До автомобилей ВАЗ он добрался лишь в нулевых годах. Первым автомобилем с таким мотором стала отечественная «десятка». Далее производитель начал устанавливать инжектор на ВАЗ-2114, 21099 и прочие модели. Эра карбюраторов прекратила свое существование.

Устройство инжектора

Если рассматривать саму форсунку, то она состоит из нескольких элементов:

• Фильтра тонкой очистки.
• Нажимной пружины.
• Электромагнита.
• Коннектора.
• Обмотки электромагнита.
• Резиновых уплотнителей.
• Иглы-клапана.
• Защитного кожуха.

Находится она между топливной рейкой и впускным коллектором.

Кроме этого, форсунка взаимодействует со следующими деталями:

• Топливным насосом (погружного типа, с электрическим приводом).
• Регулятором давления.
• Электронным блоком (основной управляющий элемент).
• Различными датчиками (температуры ДВС и концентрации СО в газах).

В зависимости от типа, инжектор (что это такое, мы уже знаем) может осуществлять подачу топлива напрямую в цилиндр либо во впускной коллектор. Последняя схема практиковалась на автомобилях с моновпрыском. Но вскоре автопроизводители перешли на более усовершенствованный, распределенный впрыск. В таком случае для каждого цилиндра стоит своя форсунка.

Принцип работы любого инжектора (8-клапанного ВАЗа в том числе) состоит в подаче бензина с воздухом через специальный клапан. А далее эта смесь поджигается свечей в камере, и поршень производит полезную работу.

Типы распределенного впрыска

Существует несколько способов подачи топлива на автомобилях с распределенным впрыском:

• Одновременный. В таком случае все инжекторы одновременно подают порцию бензина.
• Парно-параллельный. Клапан форсунок открывается парно. Так, одна открывается перед выпуском, другая - перед впрыском.
• Фазированный. В данном случае клапан инжектора открывается перед тактом впрыска.
• Прямой. Здесь подача смеси осуществляется прямо в камеру сгорания.

Чтобы состоялся впрыск, необходимо обеспечить в конструкции соответствующее давление. Его вырабатывает погружной электрический бензонасос. Находится он в баке. А количество подаваемого топлива и момент открытия клапана регулируются электронным блоком управления и датчиками, считывающими необходимую информацию.

На современных авто работа инжектора (2110 ВАЗ — не исключение) зависит от установленной в ЭБУ программы. Она может быть «залита» нештатно. Если речь идет об отечественных ВАЗах, то это «Январь» (обычно версии 5,1). Для чего это делается? Перепрошивка электронного блока позволяет более рационально использовать топливо и энергию для работы и движения автомобиля. В результате инжектор на 8 клапанов работает не хуже, чем 16-клапанный.

О вспомогательных элементах

Одного блока управления недостаточно для корректной работы инжектора. Поэтому такие авто оснащаются дополнительно каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом. Для чего нужен первый элемент? Он необходим для дожигания несгоревшего бензина, который вылетает из камеры вместе с отработавшими газами (последние также фильтруются, проходя сквозь соты внутри). Ресурс катализатора составляет около 120 тысяч километров. Часто соты элемента оплавляются, и газы не в состоянии пройти через них в полной мере. Это происходит из-за обогащенной смеси, которую подает инжектор. Что это такое? Данная смесь имеет большую концентрацию топлива в себе, нежели положено нормой. Ввиду этого часть бензина догорает в выпускной системе.

Лямбда-зонд тоже взаимодействует с инжектором. Что это такое? Это датчик, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Устанавливается он в выхлопной системе. На основании показаний лямбды блок определяет, в какой пропорции готовить смесь инжектору. В идеале значение должно составлять около единицы. Если показания не соответствуют норме, смесь будет богатой или бедной. В обоих случаях это вредно для двигателя.

Неисправности

Существуют ли неисправности у инжектора? Несмотря на свою технологичность, эта система тоже имеет свои слабые места. Так, инжектор сильно подвержен загрязнениям. Он плохо «переваривает» бензин сомнительного происхождения. Часть отложений остается внутри форсунки. Это происходит при испарении топлива после выключения ДВС. Так, форсунка остается все еще «мокрой». Пары бензина испаряются, а более тяжелые фракции остаются внутри. Они не в состоянии пройти через сетку, из-за чего форсунка начинает лить, а не распылять топливо. Это заметно при работе силового агрегата. Мотор начинает троить, не держит обороты, а машина плохо идет на разгон.

Можно ли вернуть нормальную работу инжектора? Для этого необходимо произвести его чистку. Процесс выполняется двумя способами:

• На месте, не снимая форсунки. В данном случае используется специальная присадка в бак.

Она смешивается с топливом и по идее разжижает грязь на сетке. Но, как показывает практика, результат от такого применения оставляет желать лучшего. Вдобавок, можно повредить резиновые элементы системы и насос, поскольку присадка содержит в себе много химии и весьма агрессивна.

• Со снятием и разборкой. Это более эффективный метод. Но такую чистку лучше производить на стенде. В последнее время популярной стала ультразвуковая чистка инжектора. Как отмечают отзывы, она весьма эффективна. С инжектора удаляется вся грязь и ненужный налет.

Протекание форсунок

Перечисляя неисправности, стоит отметить такую вещь, как протекание форсунок. Инжектор становится негерметичным ввиду износа седла клапана. Это происходит на пробеге за 200 тысяч. Также форсунка течет из-за попадания нагара между седлом или иглой. В результате клапан не в состоянии полностью закрыться, и часть топлива проникает в камеру сгорания. Это сопровождается повышенным расходом топлива, неприятным запахом выхлопа и падением мощности двигателя.

Какой инжектор выбрать?

Если предстоит покупка подержанного авто, стоит поинтересоваться, какой впрыск у данного двигателя. Много автомобилей 90-х оснащены единой форсункой. Это так называемый моновпрыск. Особых проблем он не вызывает, но при возможности стоит выбирать авто с распределенным впрыском. Такая система более надежная и простая в ремонте. Какой инжектор выбирать не стоит, так это механический с приставкой «Джетроник».

Им укомплектовывали «Мерседесы» в 80-х и начале 90-х годов. Систему очень трудно настроить. Некоторые даже производят замену механического инжектора на электронный. Но стоит это около 400 долларов. Поэтому если и выбирать автомобиль с инжектором, то только с распределенным впрыском, где для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка с электронным управлением.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое инжектор, как он работает и в чем его особенности. Система весьма технологична и позволяет производить более точное смесеобразование и равномерное распыление бензина, нежели в карбюраторе. При использовании качественного топлива инжектор прослужит очень долго. Система не требует каких-либо настроек и регулировок, как карбюратор. Вдобавок на том же полуторалитровом моторе можно получить больше крутящего момента и снизить расход. Поэтому такая система обрела столь широкую популярность и признание среди автомобилистов.

В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё ​сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника - это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ - именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.

Так выглядит система впрыска топлива

Если сердце автомобиля - это его двигатель, то его мозг - это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:

1. управляет топливной смесью,
2. контролирует обороты холостого хода ,
3. несёт ответственность за угол опережения зажигания,
4. управляет фазами газораспределения.

Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном - проследим путь бензина от бензобака до двигателя - это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.

Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.

Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).

Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.

Как работает инжектор

Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа "регулятором подачи воздуха" в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем - он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!

Датчик массового расхода воздуха

Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.

Датчик положения дроссельной заслонки

Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.

Кислородный датчик

Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.

Датчик положения коленвала

Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива - именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.

Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:

• Датчик напряжения в электрической сети машины - нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости - ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.

Оборудование такого рода используется во всех системах впрыска двигателей - и бензиновых, и дизельных. Сегодня на современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска.

Зависимо от того или иного способа выполнения впрыска различают такие виды форсунок, как: электромагнитная, пьезоэлектрическая и электрогидравлическая.

• Читайте также статью:

Конструкция и принцип функционирования электромагнитной форсунки

Фотография устройства электромагнитной форсунки

Работа электромагнитной форсунки происходит таким образом. Электронный блок управления, в точном соответствии с заложенным ранее алгоритмом, обеспечивает в необходимый момент на обмотку возбуждения клапана подачу напряжения. В процессе этого создается электромагнитное поле, которое преодолевает усилие пружины, затем втягивает якорь с иглой и, таким образом, освобождает сопло. После этого осуществляется впрыск топлива. Когда же напряжение пропадает, пружина иглу форсунки возвращает на седло.

Конструкция и принцип функционирования электрогидравлической форсунки

Фотография устройства электрогидравлической форсунки

Принцип работы данного оборудования основан на применении давления топлива, и при впрыске, и после его прекращения. Электромагнитный клапан в исходном положении обесточен и полностью закрыт, игла устройства прижата к седлу с помощью силы давления на поршень топлива в камере управления. В таком положении впрыск топлива не осуществляется. Следует отметить, что в такой ситуации давление топлива на иглу в связи с разностью площадей контакта менее давления, осуществляемого на поршень.

После команды электроблока управления происходит срабатывание электромагнитного клапана и осуществляется открытие сливной дроссели. При этом, топливо, находящееся в камере управления, вытекает в сливную магистраль через дроссель. Впускной дроссель служит препятствием тому, чтобы произошло быстрое выравнивание давлений не только во впускной магистрали, но также и в камере управления. Постепенно давление на поршень уменьшается, но не изменяется давление топлива, осуществляемое на иглу - в результате этого происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск горючего.

Конструкция, преимущества и принцип функционирования пьезоэлектрической форсунки

Схема устройства пьезоэлектрической форсунки

Преимущество подобных устройств - это быстрота срабатывания (примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан), что в результате предоставляет возможность многократно впрыскивать топливо на протяжении течение одного цикла. Кроме этого плюсом пьезофорсунок является максимально точная дозировка топлива, которое впрыскивается.

Создание данного вида оборудования стало возможным в связи с использованием в управлении форсункой пьезоэффекта, который основан на смене длины пьезокристалла в результате воздействия напряжения. Конструкция такого устройства включает в себя пьезоэлемент и толкатель, отвечающий за переключение клапана, а также иглу - всё это помещено в корпус устройства.

В работе данного вида оборудования, также как и в работе электрогидравлических устройств такого плана, используют гидравлический принцип. Игла в исходном положении посажена на седло из-за высокого давления топлива. В процессе подачи на пьезоэлемент электрического сигнала, происходит увеличение его длины, что передает на поршень толкателя усилие. В результате этого происходит открытие переключающего клапана и поступление в сливную магистраль топлива. Падает давление выше иглы. В связи с давлением в нижней части происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск топлива.

Количество топлива, которое впрыскивается, определяется такими факторами, как:

• длительность воздействия на пьезоэлемент;
• давление топлива в топливной рампе.