Injecție electronică de combustibil - cum funcționează? Sistemul de alimentare cu combustibil la motoarele diesel: soiuri și diferențe Sistem de injecție de combustibil.

Motoarele cu sisteme de injecție de combustibil, sau motoarele cu injecție, aproape au eliminat motoarele cu carburator de pe piață. Până în prezent, există mai multe tipuri de sisteme de injecție care diferă în ceea ce privește designul și principiul de funcționare. Citiți despre modul în care sunt aranjate și funcționează diferite tipuri și tipuri de sisteme de injecție de combustibil în acest articol.

Dispozitiv, principiu de funcționare și tipuri de sisteme de injecție de combustibil

Astăzi, majoritatea autoturismelor noi sunt echipate cu motoare cu injecție (injectată) cu combustibil care au performanțe mai bune și sunt mai fiabile decât motoarele tradiționale cu carburator. Am scris deja despre motoarele cu injecție (articolul „Motor cu injecție”), așa că aici vom lua în considerare doar tipurile și varietățile de sisteme de injecție.

Există două tipuri fundamental diferite de sisteme de injecție de combustibil:

Injecție centrală (sau injecție unică);
- Injecție distribuită (sau injecție multipunct).

Aceste sisteme diferă în ceea ce privește numărul de duze și modurile lor de funcționare, dar principiul lor de funcționare este același. Într-un motor cu injecție, în loc de carburator, sunt instalate unul sau mai multe injectoare de combustibil, care pulverizează benzină în galeria de admisie sau direct în cilindri (aerul este furnizat către galerie folosind un ansamblu de accelerație pentru a forma un amestec combustibil-aer). Această soluție face posibilă obținerea uniformității și a calității ridicate a amestecului combustibil și, cel mai important, o setare simplă a modului de funcționare a motorului în funcție de sarcină și alte condiții.

Sistemul este controlat de o unitate electronică specială (microcontroller), care colectează informații de la mai mulți senzori și schimbă instantaneu modul de funcționare a motorului. În primele sisteme, această funcție era îndeplinită de dispozitive mecanice, dar astăzi motorul este controlat complet de electronică.

Sistemele de injecție de combustibil diferă în ceea ce privește numărul, locul de instalare și modul de funcționare al injectoarelor.

1 - cilindri motor;
2 - conducta de admisie;
3 - supapă de accelerație;
4 - alimentare cu combustibil;
5 - fir electric, prin care un semnal de control este furnizat duzei;
6 - fluxul de aer;
7 - duză electromagnetică;
8 - lanterna cu combustibil;
9 - amestec combustibil

Această soluție a fost din punct de vedere istoric prima și cea mai simplă, prin urmare, la un moment dat, a devenit destul de răspândită. În principiu, sistemul este foarte simplu: folosește o duză, care pulverizează constant benzină într-o galerie de admisie pentru toți cilindrii. De asemenea, aerul este furnizat în galerie, astfel încât aici se formează un amestec combustibil-aer, care intră în cilindri prin supapele de admisie.

Avantajele injecției simple sunt evidente: acest sistem este foarte simplu, pentru a schimba modul de funcționare a motorului, trebuie să controlați doar o duză, iar motorul în sine suferă modificări minore, deoarece duza este pusă în locul carburatorului.

Cu toate acestea, mono-injecția are și dezavantaje, în primul rând - acest sistem nu poate îndeplini cerințele din ce în ce mai mari de siguranță a mediului. În plus, defecțiunea unei duze dezactivează de fapt motorul. Prin urmare, astăzi motoarele cu injecție centrală practic nu sunt produse.

Injecție distribuită

1 - cilindri motor;
2 - lanterna cu combustibil;
3 - fir electric;
4 - alimentare cu combustibil;
5 - conducta de admisie;
6 - supapă de accelerație;
7 - fluxul de aer;
8 - șină de combustibil;
9 - duză electromagnetică

În sistemele cu injecție distribuită, duzele sunt utilizate în funcție de numărul de cilindri, adică fiecare cilindru are propria sa duză situată în galeria de admisie. Toate injectoarele sunt conectate printr-o șină de combustibil prin care le este furnizat combustibil.

Există mai multe tipuri de sisteme cu injecție distribuită, care diferă în modul de funcționare al duzelor:

Injectare simultană;
- Injectie pereche-paralela;
- Pulverizare în etape.

Injectare simultană. Totul este simplu aici - duzele, deși sunt situate în galeria de admisie a cilindrului „lor”, se deschid în același timp. Putem spune că aceasta este o versiune îmbunătățită a mono-injecției, deoarece aici funcționează mai multe duze, dar unitatea electronică le controlează ca una singură. Cu toate acestea, injecția simultană face posibilă reglarea individuală a injecției de combustibil pentru fiecare cilindru. În general, sistemele cu injecție simultană sunt simple și fiabile în funcționare, dar sunt inferioare ca performanță față de sistemele mai moderne.

Injecție pereche-paralelă. Aceasta este o versiune îmbunătățită a injecției simultane, diferă prin faptul că duzele se deschid la rândul lor în perechi. În mod obișnuit, funcționarea injectoarelor este stabilită în așa fel încât unul dintre ele să se deschidă înainte de cursa de admisie a cilindrului său, iar al doilea înainte de cursa de evacuare. Până în prezent, acest tip de sistem de injecție practic nu este utilizat, cu toate acestea, la motoarele moderne, funcționarea de urgență a motorului este prevăzută în acest mod. De obicei, această soluție este utilizată atunci când senzorii de fază (senzorii de poziție a arborelui cu came) eșuează, în care injecția în fază nu este posibilă.

injecție în faze. Acesta este cel mai modern și cel mai performant tip de sistem de injecție. La injecția în faze, numărul de duze este egal cu numărul de cilindri și toate se deschid și se închid în funcție de cursă. De obicei, injectorul se deschide chiar înainte de cursa de admisie - așa se obține cea mai bună performanță și economie de motor.

Injecția distribuită include și sistemele cu injecție directă, dar aceasta din urmă are diferențe fundamentale de design, astfel încât poate fi distinsă într-un tip separat.

Sistemele de injecție directă sunt cele mai complexe și mai scumpe, dar numai ele pot oferi cele mai bune performanțe în ceea ce privește puterea și economia. De asemenea, injecția directă face posibilă schimbarea rapidă a modului de funcționare a motorului, reglarea cât mai precisă a alimentării cu combustibil a fiecărui cilindru etc.

În sistemele cu injecție directă de combustibil, duzele sunt instalate direct în cap, pulverizând combustibil direct în cilindru, evitând „intermediarii” sub forma unei galerii de admisie și a unei supape (sau supape) de admisie.

O astfel de soluție este destul de dificilă din punct de vedere tehnic, deoarece în chiulasa, unde sunt deja amplasate supapele și bujia, este necesară și plasarea duzei. Prin urmare, injecția directă poate fi utilizată numai în motoare suficient de puternice și, prin urmare, mari. În plus, un astfel de sistem nu poate fi instalat pe un motor serial - trebuie să fie actualizat, ceea ce este asociat cu costuri ridicate. Prin urmare, injecția directă este acum utilizată numai pe mașinile scumpe.

Sistemele de injecție directă solicită calitatea combustibilului și necesită întreținere mai frecventă, dar asigură economii semnificative de combustibil și oferă o performanță mai fiabilă și mai bună a motorului. Acum există tendința de a reduce prețul mașinilor cu astfel de motoare, astfel încât în ​​viitor pot împinge serios mașinile cu motoare cu injecție ale altor sisteme.

D. Sosnin

Începem să publicăm articole despre sistemele moderne de injecție de combustibil pentru motoarele cu combustie internă pe benzină ale autoturismelor.

1. Observații preliminare

2. Avantajele sistemelor de injectie

Acest lucru duce la faptul că dintr-un amestec TV omogen creat în carburator se formează diferite încărcături aer-combustibil în diferiți cilindri ai motorului cu ardere internă. Ca urmare, motorul nu își livrează puterea de proiectare, uniformitatea cuplului se pierde, consumul de combustibil și cantitatea de substanțe nocive din gazele de eșapament crește.

Este foarte dificil să faci față acestui fenomen la motoarele cu carburator. De asemenea, trebuie remarcat faptul că un carburator modern funcționează pe principiul atomizării, în care benzina este atomizată într-un curent de aer aspirat în cilindri. În acest caz, se formează picături destul de mari de combustibil (Fig. 3, a),

Acest lucru nu oferă un amestec de înaltă calitate de benzină și aer. Amestecarea slabă și picăturile mari fac ca benzina să se depună mai ușor pe pereții galeriei de admisie și pe pereții cilindrilor în timpul absorbției amestecului TV. Dar atunci când benzina este forțată să fie pulverizată sub presiune printr-o duză de injecție calibrată, particulele de combustibil pot fi mult mai mici decât atunci când benzina este pulverizată în timpul pulverizării (Fig. 3, b). Benzina este pulverizată în mod deosebit de eficient printr-un fascicul îngust la presiune ridicată (Fig. 3, c).

S-a stabilit că atunci când benzina este pulverizată în particule cu un diametru mai mic de 15–20 µm, amestecarea acesteia cu oxigenul atmosferic are loc nu ca o cântărire a particulelor, ci la nivel molecular. Acest lucru face ca amestecul TV să fie mai rezistent la schimbările de temperatură și presiune din cilindru și conductele lungi ale galeriei de admisie, ceea ce contribuie la o ardere mai completă.

Astfel, a luat naștere ideea de a înlocui jeturile de pulverizare ale unui carburator mecanic inerțial cu o duză de injecție centrală fără inerție (CFI), care se deschide pentru un timp prestabilit în funcție de un semnal de control al impulsului electric de la unitatea electronică de automatizare. În același timp, pe lângă atomizarea de înaltă calitate și amestecarea eficientă a benzinei cu aer, este ușor să obțineți o precizie mai mare a dozării acestora în amestecul TV la toate modurile de funcționare posibile ale motorului cu ardere internă.

Astfel, datorită utilizării unui sistem de alimentare cu combustibil cu injecție de benzină, motoarele autoturismelor moderne nu prezintă dezavantajele de mai sus inerente motoarelor cu carburator, adică. sunt mai economice, au o putere specifică mai mare, mențin un cuplu constant pe o gamă largă de turații, iar emisia de substanțe nocive în atmosferă cu gazele de eșapament este minimă.

3. Sistem de injecție benzină „Mono-Jetronic”

Pe fig. 4 prezintă unitatea centrală de injecție a sistemului „Mono-Jetronic”. Figura arată că duza centrală de injecție (CFI) este instalată pe o galerie de admisie standard în loc de un carburator convențional.

Dar, spre deosebire de un carburator, în care formarea automată a amestecului este implementată prin control mecanic, un control pur electronic este utilizat într-un sistem de injecție mono.

Pe fig. 5 prezintă o diagramă funcțională simplificată a sistemului „Mono-Jetronic”.

Unitatea de control electronică (ECU) funcționează de la senzorii de intrare 1-7, care înregistrează starea curentă și modul de funcționare a motorului. Pe baza combinației de semnale de la acești senzori și folosind informații din caracteristicile de injecție tridimensionale, ECU calculează începutul și durata stării deschise a injectorului central 15.

Pe baza datelor calculate în ECU, este generat un semnal de control al impulsului electric S pentru filtrul digital. Acest semnal acționează asupra înfășurării 8 a solenoidului magnetic al injectorului, a cărui supapă de închidere 11 se deschide, iar prin duza de pulverizare 12, benzina este pulverizată forțat la o presiune de 1,1 bar în conducta de alimentare cu combustibil 19 în galeria de admisie prin supapa de accelerație deschisă 14.

Cu dimensiunile date ale diafragmei supapei de accelerație și secțiunii calibrate a duzei de pulverizare, cantitatea de masă de aer trecută în cilindri este determinată de gradul de deschidere a supapei de accelerație, iar cantitatea de masă de benzină injectată în fluxul de aer este determinată de durata stării deschise a duzei și presiunea de supraalimentare (de lucru) în conducta de alimentare cu combustibil 19.

Pentru ca benzina să ardă complet și cât mai eficient, masele de benzină și aer din amestecul TV trebuie să fie într-un raport strict definit, egal cu 1/14,7 (pentru benzine cu octanism ridicat). Acest raport se numește stoichiometric și corespunde coeficientului a de exces de aer egal cu unu. Coeficientul a = Md/M0, unde M0 este cantitatea de masă de aer necesară teoretic pentru arderea completă a unei anumite porțiuni de benzină, iar Md este masa de aer efectiv ars.

Din aceasta rezultă clar că în orice sistem de injecție de combustibil trebuie să existe un contor pentru masa de aer admisă în cilindrii motorului în timpul aspirației.

În sistemul „Mono-Jetronic”, masa de aer este calculată în ECU în funcție de citirile a doi senzori (vezi Fig. 4): temperatura aerului de admisie (AAT) și poziția clapetei (TPP). Primul este situat direct pe calea fluxului de aer în partea de sus a duzei centrale de injecție și este un termistor semiconductor miniatural, iar al doilea este un potențiometru rezistiv, al cărui motor este montat pe axa de rotație (PDA) a clapetei de accelerație.

Deoarece o anumită poziție unghiulară a supapei de accelerație corespunde unei cantități volumetrice strict definite de aer care trece, potențiometrul de accelerație îndeplinește funcția de debitmetru de aer. În sistemul „Mono-Jetronic”, este și un senzor de sarcină a motorului.

Dar masa de aer absorbită depinde în mare măsură de temperatură. Aerul rece este mai dens și, prin urmare, mai greu. Pe măsură ce temperatura crește, densitatea aerului și masa acestuia scad. Efectul temperaturii este luat în considerare de senzorul DTV.

Senzorul de temperatură a aerului de admisie DTV, ca termistor semiconductor cu un coeficient de temperatură negativ de rezistență, modifică valoarea rezistenței de la 10 la 2,5 kOhm atunci când temperatura se schimbă de la -30 la +20°C. Semnalul senzorului DTV este utilizat numai în acest interval de temperatură. În acest caz, durata de bază a injecției de benzină este corectată de ECU în intervalul 20...0%. Dacă temperatura aerului de admisie este peste + 20 ° C, atunci semnalul senzorului DTV este blocat în ECU și senzorul nu este utilizat.

Semnalele de la senzorii de poziție a accelerației (DPD) și temperatura aerului de admisie (DTV) în cazul defecțiunilor acestora sunt duplicate în ECU de semnalele senzorilor de viteză (DOD) și ale temperaturii lichidului de răcire a motorului (DTD).

Volumul de aer calculat în ECU și semnalul de turație a motorului de la senzorul de turație de aprindere determină timpul de deschidere dorit (de bază) al duzei centrale de injecție.

Deoarece presiunea de supraalimentare Pt în conducta de alimentare cu combustibil (PBM) este constantă (pentru „Mono-Jetronic” Pt = 1 ... benzină injectată. Momentul injectării (în Fig. 5, semnalul de la senzorul DMV) este de obicei setat simultan cu semnalul de aprindere a amestecului TV din sistemul de aprindere (prin 180° de rotație a arborelui cotit al motorului).

Astfel, prin controlul electronic al procesului de formare a amestecului, asigurarea unei precizii ridicate a dozării benzinei injectate într-o cantitate măsurată de masă de aer este o problemă ușor de rezolvat și, în cele din urmă, precizia dozării este determinată nu de automatizarea electronică, ci de precizia de fabricație și fiabilitatea funcțională a senzorilor de intrare și a duzei de injecție.

Pe fig. 6 prezintă partea principală a sistemului „Mono-Jetronic” - duza centrală de injecție (CFI).

Duza centrală de injecție este o supapă de gaz care se deschide cu un impuls electric de la unitatea electronică de control. Pentru a face acest lucru, duza are un solenoid electromagnetic 8 cu un miez magnetic mobil 14. Principala problemă în crearea supapelor pentru injecție în impulsuri este necesitatea de a asigura o viteză mare de răspuns a dispozitivului de închidere 9 a supapei atât pentru deschidere, cât și pentru închidere. Soluția problemei se obține prin ușurarea miezului magnetic al solenoidului, creșterea curentului în semnalul de control al impulsului, selectarea elasticității arcului de retur 13 și, de asemenea, a formei suprafețelor de sol pentru duza de pulverizare 10.

Duza duzei (Fig. 6, a) este realizată sub forma unei prize de tubuli capilari, numărul cărora este de obicei de cel puțin șase. Unghiul din partea superioară a prizei este stabilit de deschiderea jetului de injecție, care are forma unei pâlnii. Cu această formă, jetul de benzină nu lovește accelerația nici cu deschiderea sa mică, ci zboară în două semilune subțiri ale fantei deschise.

Duza centrală a sistemului „Mono-Jetronic” asigură în mod fiabil durata minimă a stării deschise a duzei de pulverizare 11 în 1 ± 0,1 ms. Într-un astfel de timp și la o presiune de funcționare de 1 bar, aproximativ un miligram de benzină este injectat printr-o duză de pulverizare cu o suprafață de 0,08 mm2. Aceasta corespunde unui consum de combustibil de 4 l/h la turația minimă de ralanti (600 rpm) al unui motor cald. La pornirea și încălzirea unui motor rece, injectorul se deschide mai mult timp (până la 5...7 ms). Dar, pe de altă parte, durata maximă a injecției pe un motor cald (timpul stării deschise a injectorului) este limitată de viteza maximă a arborelui cotit al motorului (6500 ... 7000 min-1) în modul de accelerație maximă și nu poate fi mai mare de 4 ms. În acest caz, frecvența ceasului de funcționare a dispozitivului de blocare al injectorului la ralanti nu este mai mică de 20 Hz, iar la sarcină maximă - nu mai mult de 200...230 Hz.

Cu grijă deosebită, senzorul de poziție a clapetei DPD (potențiometrul clapetei), prezentat în fig. 7. Sensibilitatea sa la rotația motorului trebuie să îndeplinească cerința de ±0,5 grade unghiulare de rotație a axei 13 a clapetei de accelerație. În funcție de poziția unghiulară strictă a axei clapetei de accelerație, sunt determinate începuturile a două moduri de funcționare a motorului: modul inactiv (3 ± 0,5 °) și modul sarcină completă (72,5 ± 0,5 °).

Pentru a asigura o precizie și fiabilitate ridicate, pistele rezistive ale potențiometrului, dintre care sunt patru, sunt conectate conform circuitului prezentat în fig. 7, b, iar axa glisorului potențiometrului (glisor cu doi pini) este așezată într-un rulment simplu din teflon fără joc.

Potențiometrul și ECU sunt conectate între ele printr-un cablu cu patru fire printr-un conector. Pentru a crește fiabilitatea conexiunilor, contactele din conector și din cipul potențiometrului sunt placate cu aur. Contactele 1 și 5 sunt proiectate pentru a furniza o tensiune de referință de 5 ± 0,01 V. Contactele 1 și 2 - pentru a elimina tensiunea semnalului atunci când supapa de accelerație este rotită la un unghi de la 0 la 24 ° (0 ... 30 - modul inactiv ; 3.. .24° - modul de sarcină scăzută a motorului). Contactele 1 și 4 - pentru a elimina tensiunea semnalului atunci când supapa de accelerație este rotită la un unghi de 18 până la 90 ° (18 ... 72,5 ° - modul de sarcină medie, 72,5 ... 90 ° - modul de sarcină maximă a motorului).

Tensiunea semnalului de la potențiometrul de accelerație este utilizată suplimentar:
pentru a îmbogăți amestecul TV în timpul accelerării mașinii (se înregistrează viteza de schimbare a semnalului de la potențiometru);
pentru a îmbogăți amestecul TV în modul de încărcare completă (valoarea semnalului de la potențiometru este înregistrată după 72,5 ° rotind accelerația în sus);
pentru a opri injecția de combustibil în modul de ralanti forțat (se înregistrează un semnal potențiometru dacă unghiul de deschidere a supapei de accelerație este mai mic de 3 °. În același timp, turația motorului W este monitorizată: dacă W> 2100 min-1, atunci combustibilul alimentarea este oprită și restabilită la W
O caracteristică interesantă a sistemului de injecție „Mono-Jetronic” este prezența în componența sa a subsistemului de stabilizare a turației de mers în gol folosind un servomotor electric care acționează pe axa supapei de accelerație (Fig. 8). Servomotorul electric este echipat cu un motor electric invers 11 DC.

Servoacționarea este activată în regim de ralanti și, împreună cu circuitul de oprire a regulatorului de sincronizare a aprinderii în vid (stabilizare la ralanti - Fig. 2), asigură stabilizarea turației motorului în acest mod.

Un astfel de subsistem de stabilizare inactiv funcționează după cum urmează.

Este un semnal de mod inactiv pentru ECU (interruptorul de limită VK este închis de tija servo). La acest semnal, supapa pneumatică de închidere a ZPK este activată și canalul de vid de la zona de accelerație a galeriei de admisie la regulatorul de vid VR este blocat. Regulatorul de vid nu funcționează din acest moment și momentul aprinderii devine egal cu valoarea unghiului de setare (6 ° la PMS). În același timp, motorul funcționează stabil la ralanti. Dacă în acest moment aparatul de aer condiționat sau un alt consumator puternic de energie a motorului este pornit (de exemplu, farurile cu faza lungă indirect prin generator), atunci viteza acestuia începe să scadă. Motorul se poate bloca. Pentru a preveni acest lucru, la comanda circuitului electronic de control al ralanti (ESHH), servomotorul electric este pornit în controler, care deschide ușor accelerația. RPM este crescut la valoarea nominală pentru o anumită temperatură a motorului. Este clar că atunci când sarcina este îndepărtată din motor, turația acestuia este redusă la norma prin aceeași servomotorizare electrică.

ECU al sistemului „Mono-Jetronic” are un microprocesor MCP (vezi Fig. 5) cu memorie permanentă și cu acces aleatoriu (bloc de memorie). Caracteristica de injecție tridimensională de referință (THV) este „conectată” în memoria permanentă. Această caracteristică este oarecum similară cu caracteristica de aprindere tridimensională, dar diferă prin faptul că parametrul său de ieșire nu este momentul de aprindere, ci timpul (durata) stării deschise a duzei centrale de injecție. Coordonatele de intrare ale caracteristicii TXV sunt turația motorului (semnalul vine de la controlerul sistemului de aprindere) și volumul de aer admis (calculat de microprocesor din calculatorul de injecție). Caracteristica de referință THB conține informații de referință (de bază) despre raportul stoichiometric dintre benzină și aer din amestecul TV în toate modurile posibile și condițiile de funcționare a motorului. Aceste informații sunt selectate din memoria memoriei în microprocesorul ECU în funcție de coordonatele de intrare ale caracteristicii TXV (în funcție de semnalele senzorilor DOD, DPD, DTV) și sunt corectate în funcție de semnalele de la senzorul de temperatură a lichidului de răcire ( CTD) și senzorul de oxigen (CD).

Despre senzorul de oxigen trebuie spus separat. Prezența sa în sistemul de injecție vă permite să păstrați constant compoziția amestecului TV în raportul stoichiometric (a=1). Acest lucru se realizează prin faptul că senzorul KD funcționează într-un circuit de feedback adaptiv profund de la sistemul de evacuare la sistemul de alimentare cu combustibil (la sistemul de injecție).

Reacționează la diferența de concentrație de oxigen din atmosferă și din gazele de eșapament. De fapt, senzorul CD este o sursă de curent chimic de primul fel (celulă galvanică) cu un electrolit solid (cermet special de tip fagure) și cu o temperatură de funcționare ridicată (nu mai mică de 300°C). EMF-ul unui astfel de senzor aproape conform unei legi în trepte depinde de diferența de concentrație de oxigen pe electrozii săi (acoperire cu peliculă de platină-radiu pe diferite părți ale ceramicii poroase). Cea mai mare abruptă (diferență) a treaptei EMF cade pe valoarea a=1.

Senzorul KD este înșurubat în conducta canalului de evacuare (de exemplu, în galeria de evacuare) și suprafața sa sensibilă (electrodul pozitiv) se află în fluxul de gaze de evacuare. Deasupra filetului de montare al senzorului există fante prin care electrodul negativ extern comunică cu aerul atmosferic. La vehiculele cu convertor de gaz catalitic, senzorul de oxigen este instalat în fața convertorului și are o bobină de încălzire electrică, deoarece temperatura gazelor de eșapament în fața convertorului poate fi sub 300 ° C. În plus, încălzirea electrică a senzorului de oxigen accelerează pregătirea acestuia pentru funcționare.

Senzorul este conectat prin fire de semnal la calculatorul de injecție. Când un amestec sărac intră în cilindri (a>1), atunci concentrația de oxigen din gazele de eșapament este puțin mai mare decât cea standard (la a=1). Senzorul KD generează o tensiune scăzută (aproximativ 0,1 V) iar ECU ajustează durata injecției benzinei în direcția creșterii acesteia pe baza acestui semnal. Coeficientul a se apropie din nou de unitate. Când motorul funcționează cu un amestec bogat, senzorul de oxigen emite o tensiune de aproximativ 0,9 V și funcționează în sens invers.

Este interesant de observat că senzorul de oxigen este implicat în procesul de formare a amestecului numai în modurile de funcționare a motorului, în care îmbogățirea amestecului TV este limitată de valoarea a > 0,9. Acestea sunt moduri precum încărcarea la viteze mici și medii și ralanti pe un motor cald. În caz contrar, senzorul KD este dezactivat (blocat) în ECU și compoziția amestecului TV nu este corectată pentru concentrația de oxigen din gazele de eșapament. Aceasta are loc, de exemplu, în modurile de pornire și încălzire a unui motor rece și în modurile sale forțate (accelerare și sarcină completă). În aceste moduri, este necesară o îmbogățire semnificativă a amestecului TV și, prin urmare, funcționarea senzorului de oxigen („apăsarea” coeficientului a la unitate) este inacceptabilă aici.

Pe fig. 10 prezintă o diagramă funcțională a sistemului de injecție „Mono-Jetronic” cu toate componentele sale.

Orice sistem de injecție din subsistemul său de alimentare cu combustibil conține în mod necesar un inel de combustibil închis, care începe de la rezervorul de benzină și se termină acolo. Acestea includ: rezervor de gaz BB, pompă electrică de combustibil EBN, filtru fin de combustibil FTOT, distribuitor de combustibil RT (în sistemul Mono-Jetronic, aceasta este duza centrală de injecție) și regulatorul de presiune RD, care funcționează pe principiul unei supape de purjare. când presiunea de lucru specificată în inelul închis este depășită (pentru sistemul „Mono-Jetronic” 1...1,1 bar).

Inelul de combustibil închis îndeplinește trei funcții:

Cu ajutorul unui regulator de presiune mentine constanta presiunea de lucru necesara pentru distribuitorul de combustibil;

Cu ajutorul unei diafragme cu arc din regulatorul de presiune, aceasta reține o oarecare presiune reziduală (0,5 bar) după oprirea motorului, ceea ce previne formarea blocajelor de abur și aer în conductele de combustibil atunci când motorul se răcește;

Asigura racirea sistemului de injectie datorita circulatiei constante a benzinei in circuit inchis. În concluzie, trebuie remarcat faptul că sistemul „Mono-Jetronic” este utilizat numai pe autoturismele din clasa medie de consum, cum ar fi mașinile din Germania de Vest: „Volkswagen-Passat”, „Volkswagen-Polo”, „Audi-80” .
REPARAȚIE&SERVICE-2"2000

INJECȚIA, care se mai numește uneori și injecție centrală, a devenit utilizată pe scară largă pe mașinile de pasageri în anii 80 ai secolului trecut. Un astfel de sistem de alimentare cu energie și-a primit numele datorită faptului că combustibilul a fost furnizat către galeria de admisie la un singur punct.

Multe sisteme din acea vreme erau pur mecanice, nu aveau control electronic. Adesea, baza pentru un astfel de sistem de alimentare a fost un carburator convențional, din care toate elementele „extra” au fost pur și simplu îndepărtate și una sau două duze au fost instalate în zona difuzorului de biți (prin urmare, injecția centrală a fost relativ ieftină) . De exemplu, așa a fost aranjat sistemul TBI („Throttle Body Injection”) al General Motors.

Dar, în ciuda aparentei sale simplități, injecția centrală are un avantaj foarte important în comparație cu un carburator - dozează mai precis amestecul combustibil în toate modurile de funcționare a motorului. Acest lucru evită defecțiunile în funcționarea motorului și, de asemenea, crește puterea și eficiența acestuia.

De-a lungul timpului, apariția unităților electronice de control a făcut posibilă ca injecția centrală să fie mai compactă și mai fiabilă. A devenit mai ușor să te adaptezi la lucrul pe diverse motoare.

Cu toate acestea, injecția într-un singur punct a moștenit o serie de dezavantaje de la carburatoare. De exemplu, rezistență ridicată la intrarea aerului în galeria de admisie și distribuția proastă a amestecului de combustibil pe cilindri individuali. Ca urmare, un motor cu un astfel de sistem de alimentare nu are performanțe foarte mari. Prin urmare, astăzi injecția centrală nu este practic găsită.

Apropo, concernul „General Motors” a dezvoltat și un tip interesant de injecție centrală - CPI („Central Port Injection”). Într-un astfel de sistem, un injector a pulverizat combustibil în tuburi speciale care au fost conduse în galeria de admisie a fiecărui cilindru. Era un fel de prototip de injecție distribuită. Cu toate acestea, din cauza fiabilității scăzute, utilizarea CPI a fost rapid abandonată.

Distribuit

SAU injecția de combustibil în mai multe puncte este cel mai comun sistem de alimentare a motorului la mașinile moderne de astăzi. Diferă de tipul anterior în primul rând prin faptul că există o duză individuală în galeria de admisie a fiecărui cilindru. La anumite momente, acesta injectează cantitatea necesară de benzină direct pe supapele de admisie ale cilindrului „său”.

Injecția în mai multe puncte poate fi paralelă și secvențială. În primul caz, toate injectoarele pornesc la un anumit moment în timp, combustibilul se amestecă cu aerul, iar amestecul rezultat așteaptă deschiderea supapelor de admisie pentru a intra în cilindru. În al doilea caz, perioada de funcționare a fiecărui injector este calculată individual, astfel încât benzina să fie furnizată pentru un timp strict definit înainte de deschiderea supapei. Eficiența unei astfel de injecții este mai mare, prin urmare, sistemele secvențiale au devenit mai răspândite, în ciuda „umpluturii” electronice mai complexe și mai costisitoare. Deși uneori există scheme combinate mai ieftine (în acest caz, duzele funcționează în perechi).

La început, sistemele de injecție multiport erau și ele controlate mecanic. Dar, de-a lungul timpului, electronica a predominat și aici. Într-adevăr, prin primirea și procesarea semnalelor de la o varietate de senzori, unitatea de comandă nu numai că comandă actuatoarele, dar poate și semnala șoferului despre o defecțiune. Mai mult, chiar și în cazul unei avarii, electronica trece la funcționarea de urgență, permițând mașinii să ajungă independent la stația de service.

Injecția distribuită are o serie de avantaje. Pe lângă pregătirea unui amestec combustibil cu compoziția corectă pentru fiecare mod de funcționare a motorului, un astfel de sistem, în plus, îl distribuie mai precis între cilindri și creează o rezistență minimă la aerul care trece prin galeria de admisie. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți mulți indicatori de motor: putere, eficiență, respectarea mediului etc. Printre deficiențele injecției în mai multe puncte, poate fi numit doar un cost destul de ridicat.

Direct..

Goliath GP700 a fost prima mașină produsă în serie care avea un motor cu injecție de combustibil.

INJECȚIA (uneori este numită și directă) diferă de tipurile anterioare de sisteme de alimentare prin faptul că, în acest caz, duzele furnizează combustibil direct la cilindri (ocolind galeria de admisie), ca un motor diesel.

În principiu, o astfel de schemă a sistemului de alimentare cu energie nu este nouă. În prima jumătate a secolului trecut, a fost folosit pe motoarele de avioane (de exemplu, pe avionul de luptă sovietic La-7). Pe mașinile de pasageri, injecția directă a apărut puțin mai târziu - în anii 50 ai secolului XX, mai întâi pe mașina Goliath GP700, iar apoi pe celebrul Mercedes-Benz 300SL. Cu toate acestea, după ceva timp, producătorii de automobile au abandonat practic utilizarea injecției directe, a rămas doar pe mașinile de curse.

Faptul este că chiulasa unui motor cu injecție directă s-a dovedit a fi foarte complexă și costisitoare de fabricat. În plus, proiectanții pentru o lungă perioadă de timp nu au reușit să obțină o funcționare stabilă a sistemului. Într-adevăr, pentru formarea eficientă a amestecului cu injecție directă, este necesar ca combustibilul să fie bine pulverizat. Adică a fost alimentat în cilindri sub presiune ridicată. Și pentru aceasta, au fost necesare pompe speciale care l-ar putea oferi.. Ca rezultat, la început, motoarele cu un astfel de sistem de alimentare s-au dovedit a fi scumpe și neeconomice.

Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea tehnologiei, toate aceste probleme au fost rezolvate, iar mulți producători de automobile au revenit la o schemă de mult uitată. Primul a fost Mitsubishi, care în 1996 a instalat un motor cu injecție directă de combustibil (denumirea companiei - GDI) pe modelul Galant, apoi alte companii au început să folosească soluții similare. În special, Volkswagen și Audi (sistem FSI), Peugeot-Citroёn (HPA), Alfa Romeo (JTS) și altele.

De ce un astfel de sistem de alimentare este brusc interesat de producătorii auto de top? Totul este foarte simplu - motoarele cu injecție directă sunt capabile să funcționeze cu un amestec de lucru foarte slab (cu o cantitate mică de combustibil și o cantitate mare de aer), așa că se disting printr-o eficiență bună. În plus, alimentarea cu benzină direct la cilindri vă permite să creșteți raportul de compresie al motorului și, prin urmare, puterea acestuia.

Sistemul de alimentare cu injecție directă poate funcționa în diferite moduri. De exemplu, cu o mișcare uniformă a unei mașini la o viteză de 90-120 km/h, electronicele furnizează foarte puțin combustibil cilindrilor. În principiu, un astfel de amestec de lucru extrem de sărac este foarte greu de aprins. Prin urmare, la motoarele cu injecție directă se folosesc pistoane cu o adâncitură specială. Acesta direcționează cea mai mare parte a combustibilului mai aproape de bujie, unde condițiile de aprindere a amestecului sunt mai bune.

Când conduceți la viteze mari sau în timpul accelerațiilor bruște, cilindrii este furnizat mult mai mult combustibil. În consecință, din cauza încălzirii puternice a pieselor motorului, riscul de detonare crește. Pentru a evita acest lucru, duza injectează combustibil în cilindru cu o flacără largă, care umple întregul volum al camerei de ardere și îl răcește.

Dacă șoferul are nevoie de o accelerație bruscă, duza trage de două ori. Mai întâi, o cantitate mică de combustibil este pulverizată la începutul cursei de admisie pentru a răci cilindrul, iar apoi, la sfârșitul cursei de compresie, este injectată sarcina principală de benzină.

Dar, în ciuda tuturor avantajelor lor, motoarele cu injecție directă nu sunt încă suficient de răspândite. Motivul este costul ridicat și calitatea pretențioasă a combustibilului. În plus, motorul cu un astfel de sistem de alimentare funcționează mai tare decât de obicei și vibrează mai mult, așa că designerii trebuie să consolideze suplimentar unele părți ale motorului și să îmbunătățească izolarea fonică a compartimentului motorului.

Injecția directă (cunoscută și ca „injecție directă” sau GDI) a început să apară pe mașini nu cu mult timp în urmă. Cu toate acestea, tehnologia câștigă popularitate și se găsește din ce în ce mai mult pe motoarele mașinilor noi. Astăzi vom încerca să răspundem în termeni generali ce este tehnologia injecției directe și ar trebui să ne fie frică de ea?

Pentru început, este de remarcat faptul că principala trăsătură distinctivă a tehnologiei este amplasarea duzelor, care sunt situate direct în chiulasa, respectiv, iar injecția sub presiune uriașă are loc direct în cilindri, spre deosebire de lungimea lungă. -combustibil stabilit în galeria de admisie.

Injecția directă a fost testată pentru prima dată în producția de serie de către producătorul auto japonez Mitsubishi. Operațiunea a arătat că printre avantaje, principalele avantaje au fost eficiența - de la 10% la 20%, puterea - plus 5% și respectarea mediului. Principalul dezavantaj este că injectoarele sunt extrem de pretențioase la calitatea combustibilului.

De asemenea, merită remarcat faptul că un sistem similar a fost instalat cu succes de multe decenii. Cu toate acestea, aplicarea tehnologiei a fost plină de o serie de dificultăți care nu au fost încă rezolvate în cele din urmă pe motoarele pe benzină.

Un videoclip de pe canalul de YouTube „Savagegeese” explică ce este injecția directă și ce poate merge prost în timp ce conduceți o mașină cu acest sistem. Pe lângă principalele argumente pro și contra, videoclipul explică, de asemenea, dezavantajele întreținerii preventive a sistemului. În plus, videoclipul atinge subiectul sistemelor de injecție în canalele de admisie, care pot fi văzute din abundență pe motoarele mai vechi, precum și pe cele care folosesc ambele metode de injecție a combustibilului. Folosind vizual diagrame Bosch, facilitatorul explică cum funcționează totul.

Pentru a afla toate nuanțele, vă sugerăm să vizionați videoclipul de mai jos (activarea traducerii subtitrărilor vă va ajuta să vă dați seama dacă nu cunoașteți foarte bine engleza). Pentru cei care nu sunt prea interesați să vizioneze, puteți citi despre principalele avantaje și dezavantaje ale injecției directe cu benzină mai jos, după videoclip:

Deci, respectarea mediului și economia sunt obiective bune, dar iată pericolele utilizării tehnologiei moderne în mașina dvs.:

Minusuri

1. Design foarte complex.

2. De aici rezultă a doua problemă importantă. Deoarece tehnologia tânără a benzinei implică schimbări majore în designul chiulaselor motorului, în designul injectoarelor în sine și schimbarea asociată a altor părți ale motorului, cum ar fi pompa de combustibil de înaltă presiune (pompa de combustibil de înaltă presiune), costul mașinilor cu injecția de combustibil este mai mare.

3. Producția pieselor sistemului de alimentare în sine trebuie să fie, de asemenea, extrem de precisă. Duzele dezvoltă presiune de la 50 la 200 de atmosfere.

Adăugați la aceasta funcționarea injectorului în imediata apropiere a combustibilului combustibil și a presiunii din interiorul cilindrului și obțineți nevoia de a produce componente de foarte mare rezistență.

4. Deoarece duzele injectoarelor privesc în camera de ardere, toate produsele de ardere a benzinei se depun și pe ele, înfundând sau dezactivând treptat injectorul. Acesta este poate cel mai serios dezavantaj al utilizării constructului GDI în realitățile rusești.

5. În plus, este necesar să monitorizați cu atenție starea motorului. Dacă arderea uleiului începe să apară în cilindri, produsele descompunerii sale termice vor dezactiva rapid duza, vor înfunda supapele de admisie, formând un strat de neșters de depuneri pe ele. Nu uitati ca clasica injectie cu duze amplasate in galeria de admisie curata bine supapele de admisie, spalandu-le cu combustibil sub presiune.

6. Reparații costisitoare și nevoia de întreținere preventivă, care este și costisitoare.

În plus, se explică și faptul că vehiculele cu injecție directă utilizate necorespunzător pot duce la murdărirea supapelor și la degradarea performanței, în special la motoarele cu turbo.

Multe motoare moderne cu injecție sunt echipate cu un sistem diferit de injecție de combustibil. Mono-injecția a rămas de mult timp în istorie, și cu atât mai mult carburatorul, iar acum există două tipuri principale - acesta este un tip distribuit și direct (pe multe mașini sunt „ascunse” sub abrevierile MPI și GDI). Cu toate acestea, un simplu profan chiar nu înțelege care este diferența și, de asemenea, care dintre ele este mai bună. Astăzi vom reduce acest decalaj, la final va exista o versiune video și un vot, așa că citiți-vizionați-votați...

Chiar ai venit la salon să te uiți la configurație, și sunt MPI sau GDI solide, pot fi și opțiuni TURBO. Începi să întrebi un consultant, iar acesta laudă fără echivoc injecția directă, dar injecția distribuită (bine, dacă nu sunt suficienți bani). Dar de ce este atât de bun? De ce să plătiți în plus și să cheltuiți pe el?

Injecție de combustibil distribuită sau multipunct

Să începem cu el, totul pentru că a apărut primul (în fața adversarului). Prototipurile existau în zorii secolului al XX-lea, deși erau departe de a fi ideale și foloseau adesea controlul mecanic.

Abreviere MPI (Multi Point Injection) - injecție distribuită în mai multe puncte. De fapt, acesta este un injector modern

Acum, odată cu dezvoltarea electronicii, carburatorul și alte sisteme de alimentare care erau în zorii zilei devin un lucru al trecutului. Injecția distribuită este un sistem electronic de alimentare care se bazează pe injectoare (de la cuvântul injecție - injecție), o șină de combustibil (unde sunt instalate), o pompă electronică (care este montată în rezervor). Doar că ECU-ul indică pompei să pompeze combustibil, merge pe linie până la șina de combustibil, apoi la injector și apoi pulverizează la nivel.

Dar și acest sistem a fost lustruit de-a lungul anilor. Există trei tipuri de injecție:

• Simultan . Anterior, în anii 70 și 80, nimănui nu-i păsa de prețul benzinei (era ieftină) și nimeni nu se gândea la mediu. Prin urmare, injecția de combustibil a avut loc imediat în toți cilindrii, cu o singură rotație a arborelui cotit. Acest lucru a fost extrem de nepractic, deoarece, ca de obicei (la un motor cu 4 cilindri) - două pistoane funcționează la compresie, în timp ce celelalte două elimină gazele de eșapament. Și dacă furnizați benzină la toate „ghivecele” simultan, atunci celelalte două o vor arunca pur și simplu în toba de eșapament. Extrem de scump pentru benzină și foarte dăunător mediului.
• Pereche-paralel . Acest tip de injecție de distribuție, așa cum probabil ați ghicit deja, a avut loc pe rând în doi cilindri. Adică combustibilul a venit exact acolo unde are loc acum compresia.
• tip fazat . Aceasta este cea mai avansată metodă în acest moment, aici fiecare duză își trăiește „propria viață” și este controlată separat. Livrează benzină chiar înainte de cursa de admisie. Aici există o economie maximă a amestecului, precum și o componentă ridicată de mediu.

Cred că acest lucru este de înțeles, este al treilea tip care acum este instalat pe toate modelele de mașini moderne.

UNDE ESTE INJECTORUL . Aici constă principala diferență dintre injecția distributivă și injecția directă. Duza este situata la nivelul galeriei de admisie, langa blocul motor.

Amestecul de aer și benzină are loc în colector. Aerul dozat vine de la supapa de accelerație (pe care o reglezi cu pedala de accelerație), când ajunge la duză se injectează combustibil, se obține un amestec care este deja tras prin supapele de admisie în cilindrii motorului (compresie suplimentară, aprindere și evacuare). gaze).

BENEFICII o astfel de metodă poate fi numită simplitatea relativă a designului, cost redus, de asemenea, injectoarele în sine nu ar trebui să fie complexe și rezistente la temperaturi ridicate (pentru că nu am contact cu amestecul combustibil), funcționează mai mult fără curățare, nu sunt așa. exigent în ceea ce privește calitatea combustibilului.

MINUSURI consum mai mare de combustibil (față de adversar), putere mai mică

DAR, datorită simplității, ieftinității și lipsei de pretenții, acestea sunt instalate pe un număr mare de motoare nu numai în segmentul bugetar, ci și în clasa D.

A apărut nu cu mult timp în urmă, în anii 80 - 90 ai secolului trecut. În dezvoltare au fost implicate activ mărci precum MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW etc.

Abreviere GDI (Gasoline Direct Injection) - injectare directă în camera de ardere

Injecția are loc conform principiului unui tip în faze, adică fiecare duză este controlată separat. Adesea sunt fixate într-o șină de înaltă presiune (ceva de genul COMMON RAIL), dar există și elemente de combustibil individuale potrivite pentru fiecare separat.

CARE ESTE DIFERENȚA - duzele sunt înșurubate în blocul motor propriu-zis și au contact direct cu camera de ardere și amestecul de combustibil aprins.

Aerul este furnizat și prin accelerație, apoi prin galeria de admisie - prin supape intră în cilindrii motorului, după care combustibilul este injectat în timpul ciclului de compresie, amestecându-se cu aer și aprinzându-se de la o lumânare. Adică amestecul apare direct în motor, și nu în galeria de admisie, aici se află principala DIFERENTĂ!

PRO. Eficiența combustibilului (până la 10%), putere mare (până la 5%), ecologie mai bună.

MINUSURI . Trebuie să înțelegeți că duza este situată lângă amestecul aprins, de aici rezultă:

• Design complex
• Serviciu complicat
• Reparații costisitoare și întreținere preventivă
• Cerința privind calitatea combustibilului (altfel va fi înfundat)

După cum puteți vedea, este eficient și avansat din punct de vedere tehnologic, dar costisitor de întreținut.

Ce este mai bine - o masă?

Îmi propun să mă gândesc, a alcătuit un tabel cu plusurile ambelor tipuri

După cum puteți vedea, ambele tipuri au avantaje semnificative față de celelalte, se pare că ambele există până acum.

Acum urmărim versiunea video.