Injectoarele sunt elementul principal al motoarelor diesel și pe benzină cu sisteme de injecție a combustibilului (injectoare). Astăzi, există mai multe tipuri fundamental diferite de injectoare care sunt utilizate în motoare de diferite modele. Citiți despre toate acestea în articolul prezentat.
Scop și tipuri de duze
În motoarele diesel și pe benzină cu injecție, se utilizează sisteme de injecție a combustibilului, în care injectoarele joacă rolul principal - dispozitive speciale care pulverizează combustibil în camera de ardere. Funcționarea injectoarelor de benzină și motorină se bazează pe același principiu: combustibilul este atomizat prin trecerea sub presiune ridicată printr-o duză special formată (acestea creează o torță de combustibil în care combustibilul lichid este spart în picături microscopice și amestecat cu aer).
Cu toate acestea, injectoarele pentru motoarele pe benzină cu injecție funcționează sub o presiune relativ scăzută a câtorva atmosfere, în timp ce injectoarele pentru motoarele diesel funcționează sub o presiune de sute și, uneori, mii de atmosfere.
Astăzi se utilizează patru tipuri de duze:
Mecanic;
- Electromagnetic (electromecanic);
- Electrohidraulic;
- Piezoelectric.
Fiecare tip de duză are propriile sale caracteristici și scop.
Duze mecanice
O duză mecanică este o soluție „clasică” care a fost folosită de mai multe decenii și rămâne încă relevantă astăzi. O duză mecanică este în esență o supapă care se deschide la atingerea unei anumite presiuni. Baza unei astfel de duze este un corp, în interiorul căruia există un ac, care, sub acțiunea unui arc, închide duza. Combustibilul de la pompa de injecție sub presiune intră în camera inelară dintre corp și ac și ridică acul - în acest moment duza se deschide și combustibilul este pulverizat în camera de ardere. Când presiunea scade, acul închide din nou duza.
Injectorul mecanic este foarte simplu și fiabil, dar nu poate oferi caracteristicile necesare pentru motoarele diesel moderne. Prin urmare, este înlocuit treptat cu alte tipuri de duze.
O duză electromagnetică diferă de una mecanică prin aceea că acul din ea crește sub acțiunea unui electromagnet încorporat pe un semnal de la controler. Electromagnetul este de obicei situat în partea superioară a duzei, acul este conectat la armătura electromagnetului, deci atunci când se aplică tensiune, acesta crește și deschide duza.
Astăzi, injectoarele electromagnetice convenționale sunt utilizate pe motoarele pe benzină cu injecție, deoarece acestea nu funcționează bine sub presiunile ridicate cerute de motorine.
Injectorul electro-hidraulic combină avantajele injectoarelor electromagnetice și mecanice. Într-o duză de acest tip, combustibilul apasă pe ac din două părți - deasupra și dedesubt, unde sunt amplasate camerele de combustibil. Ambele camere sunt interconectate, astfel încât presiunea combustibilului din ele este egală, iar acul închide duza. Cu toate acestea, camera superioară (numită cameră de control) este conectată la conducta de scurgere prin electrovalvă, iar combustibilul de la conducta de admisie intră în această cameră printr-un canal cu restricție - o clapetă de accelerație.
Principiul de funcționare al unei duze electro-hidraulice este după cum urmează. Când supapa este închisă, acul este apăsat pe scaun și închide duza. Când se aplică un impuls pe supapă, acesta se deschide, combustibilul din camera de control intră în conducta de scurgere și presiunea din cameră scade brusc - în acest moment se deschide acul pe care combustibilul apasă acum doar de jos, are loc injecția. Camera de control rămâne conectată la galeria de admisie în momentul deschiderii injectorului, dar clapeta de admisie nu permite combustibilului să umple rapid această cameră.
Injectorul electrohidraulic este utilizat pe scară largă în motoarele diesel, inclusiv în sistemele de injecție de combustibil Common Rail. Aceste dispozitive simple și fiabile asigură funcționarea motorului pe termen lung și de înaltă calitate.
Injectoarele piezoelectrice sunt cea mai modernă și mai fiabilă soluție, care este folosită din ce în ce mai mult astăzi pe motoarele diesel cu sistem de injecție Common Rail. În general, principiul de funcționare al acestei duze repetă principiul stabilit în duzele electro-hidraulice, cu toate acestea, în ea supapa, care deschide calea combustibilului din camera superioară către linia de scurgere, este declanșată de acțiunea unui cristal piezoelectric.
După cum știți, într-un număr de cristale, se observă un efect piezoelectric - sub influența unei forțe externe, acestea sunt deformate cu formarea unei sarcini electrice. Astfel de cristale sunt, de asemenea, supuse efectului opus - sub influența electricității, acestea se deformează, schimbându-și dimensiunea. Injectoarele piezoelectrice folosesc cristale care, atunci când se aplică tensiune, își măresc lungimea și împing pistonul supapei care eliberează combustibil din camera superioară în conducta de scurgere.
Marele avantaj al duzelor piezoelectrice este viteza lor. Schimbarea lungimii cristalului și deschiderea supapei în ele are loc în medie de 4 ori mai rapid decât deschiderea unei supape electromagnetice. Acest lucru a deschis calea pentru implementarea injecției multiple pe cursă, ceea ce îmbunătățește performanța motorului. Motoarele diesel moderne pot fi injectate de până la nouă ori pe cursă.
Proiectat pentru alimentarea măsurată a combustibilului, atomizarea acestuia în camera de ardere (galerie de admisie) și formarea unui amestec combustibil-aer.
Injectorul este utilizat în sistemele de injecție ale motoarelor pe benzină și diesel. Motoarele moderne sunt echipate cu duze de injecție controlate electronic.
În funcție de metoda de injectare, se disting următoarele tipuri de duze: electromagnetice, electro-hidraulice și piezoelectrice.
Duză electromagnetică
Injectorul electromagnetic este de obicei instalat pe motoare pe benzină, incl. echipat cu un sistem de injecție directă. Duza are un dispozitiv destul de simplu, care include o electrovalvă cu ac și o duză.
Lucrarea injectorului electromagnetic se efectuează după cum urmează. În conformitate cu algoritmul stabilit, unitatea de comandă electronică asigură la momentul potrivit alimentarea cu tensiune a înfășurării de excitație a supapei. Acest lucru creează un câmp electromagnetic, care, depășind forța arcului, trage armătura cu acul și eliberează duza. Injecția de combustibil este în curs. Odată cu pierderea tensiunii, arcul readuce acul duzei pe scaun.
Duză electro-hidraulică
Injectorul electrohidraulic este utilizat la motoarele diesel incl. echipat cu un sistem de injecție common rail. Proiectarea injectorului electro-hidraulic integrează electrovalva, camera de comandă, inductivele de admisie și de scurgere.
Principiul de funcționare al unui injector electro-hidraulic se bazează pe utilizarea presiunii combustibilului, atât în \u200b\u200btimpul injecției, cât și când acesta este oprit. În poziția inițială, electrovalva este deconectată și închisă, acul injectorului este apăsat pe scaun de forța presiunii combustibilului pe pistonul din camera de control. Injecția de combustibil nu are loc. În acest caz, presiunea combustibilului pe ac datorită diferenței de zone de contact este mai mică decât presiunea pe piston.
La comanda unității electronice de comandă, electrovalva este activată, deschizând clapeta de scurgere. Combustibilul din camera de control curge prin accelerație în linia de retur. În acest caz, clapeta de admisie previne egalizarea rapidă a presiunilor din camera de control și galeria de admisie. Presiunea asupra pistonului scade, iar presiunea combustibilului pe ac nu se schimbă, sub acțiunea căreia acul crește și se injectează combustibil.
Duză piezoelectrică
Cel mai avansat dispozitiv care asigură injecția de combustibil este un injector piezoelectric (injector piezo). Injectorul este instalat pe motoare diesel echipate cu un sistem de injecție Common Rail.
Avantajele injectorului piezo sunt răspunsul rapid ( de 4 ori mai rapid decât o electrovalvă) și, în consecință, posibilitatea unei injecții multiple de combustibil pe parcursul unui ciclu, precum și o dozare exactă a combustibilului injectat.
Acest lucru este posibil prin utilizarea efect piezoelectric în controlul injectorului, pe baza modificării lungimii cristalului piezoelectric sub influența tensiunii. Construcția duzei piezoelectrice include un element piezoelectric, un împingător, o supapă de comutare și un ac, toate adăpostite într-o carcasă.
Injectorul piezo funcționează pe același principiu hidraulic ca și injectorul electro-hidraulic. În poziția inițială, acul este așezat pe scaun datorită presiunii ridicate a combustibilului. Când se aplică un semnal electric elementului piezoelectric, lungimea acestuia crește, ceea ce transferă forța pistonului piston. Supapa de comutare se deschide și combustibilul curge în linia de retur. Presiunea de deasupra acului scade. Acul crește datorită presiunii din partea inferioară și se injectează combustibil.
Cantitatea de combustibil injectat este determinată de:
- durata expunerii la elementul piezoelectric;
- presiunea combustibilului în șina combustibilului.
În cazul unui sistem de injecție a combustibilului, motorul dvs. este încă de rahat, dar în loc să se bazeze doar pe cantitatea de combustibil aspirată, sistemul de injecție a combustibilului trage exact cantitatea potrivită de combustibil în camera de ardere. Sistemele de injecție a combustibilului au trecut deja prin mai multe etape de evoluție, au fost adăugate electronice - acesta a fost probabil cel mai mare pas în dezvoltarea acestui sistem. Dar ideea unor astfel de sisteme rămâne aceeași: o supapă (injector) activată electric pulverizează o cantitate măsurată de combustibil în motor. De fapt, principala diferență dintre carburator și injector este tocmai în controlul electronic al ECU - computerul de bord furnizează exact cantitatea potrivită de combustibil camerei de ardere a motorului.
Să aruncăm o privire la modul în care funcționează în special sistemul de injecție a combustibilului și injectorul.
Așa arată sistemul de injecție a combustibilului
Dacă inima unei mașini este motorul său, atunci creierul său este unitatea de control a motorului (ECU). Optimizează performanța motorului folosind senzori pentru a decide cum să controleze anumite acționări din motor. În primul rând, computerul este responsabil pentru 4 sarcini principale:
- gestionează amestecul de combustibil,
- controlează viteza de ralanti,
- este responsabil pentru sincronizarea aprinderii,
- controlează temporizarea supapei.
Înainte de a vorbi despre modul în care ECU își îndeplinește sarcinile, să vorbim despre cel mai important lucru - vom urmări calea benzinei de la rezervorul de benzină la motor - aceasta este lucrarea sistemului de injecție a combustibilului. Inițial, după ce o picătură de benzină părăsește pereții rezervorului de gaz, aceasta este aspirată în motor de o pompă electrică de combustibil. O pompă electrică de combustibil, de regulă, constă dintr-o pompă în sine, precum și un filtru și un dispozitiv de transfer.
Regulatorul de presiune a combustibilului de la capătul șinei de alimentare alimentate cu vid asigură că presiunea combustibilului este constantă în raport cu presiunea de aspirație. Pentru un motor pe benzină, presiunea combustibilului este de obicei de ordinea a 2-3,5 atmosfere (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Duzele injectorului de combustibil sunt conectate la motor, dar supapele lor rămân închise până când ECU permite trimiterea combustibilului la cilindri.
Dar ce se întâmplă când motorul are nevoie de combustibil? Aici intră în joc injectorul. De obicei, injectoarele au două contacte: un terminal este conectat la baterie prin releul de aprindere, iar celălalt contact merge la ECU. ECU trimite semnale pulsatorii către injector. Datorită magnetului, căruia îi sunt furnizate astfel de semnale pulsatorii, supapa injectorului se deschide și o anumită cantitate de combustibil este furnizată duzei sale. Deoarece injectorul are o presiune foarte mare (așa cum se arată mai sus), supapa deschisă direcționează combustibilul cu o viteză mare în duza injectorului. Durata de deschidere a supapei injectorului afectează cantitatea de combustibil furnizată cilindrului și această durată, în consecință, depinde de lățimea impulsului (adică de cât timp transmite un semnal către injector).
Când supapa se deschide, injectorul de combustibil transferă combustibil prin vârful de pulverizare, care atomizează combustibilul lichid în ceață direct în cilindru. Un astfel de sistem se numește sistem de injectie directa... Dar este posibil ca combustibilul atomizat să nu fie furnizat direct cilindrilor, ci mai întâi colectorilor de admisie.
Cum funcționează injectorul
Dar cum determină ECU cât de mult combustibil trebuie furnizat motorului la un moment dat? Când șoferul apasă pedala de accelerație, el deschide efectiv supapa de accelerație prin cantitatea de presiune a pedalei, prin care este furnizat aer motorului. Astfel, putem apela cu încredere pedala de gaz „regulator de aer” la motor. Deci, computerul mașinii este ghidat, printre altele, de valoarea de deschidere a clapetei de accelerație, dar nu se limitează la acest indicator - citește informații de la mulți senzori și să aflăm despre toți!
Senzor de debit masic de aer
În primul rând, senzorul de debit de masă (MAF) detectează cantitatea de aer care intră în corpul clapetei de accelerație și trimite aceste informații către ECU. ECU folosește aceste informații pentru a decide cât de mult combustibil trebuie injectat în butelii pentru a menține amestecul în proporții perfecte.
Senzor de poziție a clapetei de accelerație
Computerul folosește în mod constant acest senzor pentru a verifica poziția clapetei de accelerație și astfel știe cât de mult aer trece prin admisia de aer pentru a regla impulsul trimis către injectoare, asigurându-se că cantitatea corectă de combustibil intră în sistem.
Senzor de oxigen
În plus, ECU folosește un senzor O2 pentru a afla cât de mult oxigen este în gazele de eșapament ale vehiculului. Conținutul de oxigen din evacuare oferă o indicație a cât de bine arde combustibilul. Folosind datele asociate de la doi senzori: oxigen și fluxul de masă de aer, ECU monitorizează, de asemenea, saturația amestecului combustibil-aer furnizat camerei de ardere a cilindrilor motorului.
Senzor de poziție a arborelui cotit
Acesta este probabil senzorul principal al sistemului de injecție a combustibilului - din acesta ECU află despre numărul de rotații ale motorului la un moment dat și reglează cantitatea de combustibil furnizată în funcție de numărul de rotații și, desigur, de poziția pedalei de gaz.
Aceștia sunt trei senzori principali care afectează în mod direct și dinamic cantitatea de combustibil furnizată injectorului și ulterior motorului. Dar există și o serie de senzori:
- Senzorul de tensiune din rețeaua electrică a mașinii - este necesar pentru ca ECU să înțeleagă cât de descărcată este bateria și dacă este necesar să măriți viteza pentru a o încărca.
- Senzor de temperatură a lichidului de răcire - ECU crește dacă motorul este rece și invers dacă motorul este încălzit.
Mulți proprietari de mașini, apelând la maeștrii de la o stație de service, aud de la ei că este necesar să spălați sau să înlocuiți injectorele. În același timp, șoferii nu știu ce este. Ce este o duză într-o mașină și la ce servește?
Scurta descriere
Toate motoarele cu combustie internă diesel și pe benzină existente astăzi au în sistem un sistem de injecție a combustibilului. Injectorul este un analog al unei pompe care furnizează un jet puternic, dar foarte subțire de combustibil. Acestea sunt sisteme de injecție. Unde se află duzele și care este principiul lor de funcționare, va fi discutat mai târziu.
Tipuri de duze
Injectorul este controlat de un program special în blocul care controlează. Datorită injectorului, combustibilul este furnizat cilindrilor în doze. Dacă vorbim despre un injector, atunci aici ne referim la un sistem de injectoare controlate.
Există mai multe tipuri de duze care sunt proiectate:
- pentru injecție distribuită de combustibil;
- injecție centrală;
- injecție directă.
Principiul de funcționare a injectoarelor
Combustibilul din cadru către fiecare injector este furnizat sub presiunea specifică necesară. Impulsurile electrice sunt trimise de la unitatea de control către electromagnetul injectorului. Aceștia folosesc supapa cu ac, al cărei scop este să deschidă și să închidă canalul duzei. Durata deschiderii supapei cu ac și cantitatea de combustibil furnizat depind de durata impulsului electric. Această durată este reglată de unitatea de comandă a motorului. În plus, diferite tipuri de duze pot crea mai multe forme de flacără de combustibil, precum și schimba direcția acesteia. Și acest lucru afectează foarte mult formarea amestecului în motor.
Locație
Mulți oameni nu știu despre injectoarele dintr-o mașină. Unde sunt aceste elemente? Localizarea lor depinde de tipul de injecție:
- Cu injecție centrală de combustibil, unul sau o pereche de injectoare sunt situate în interiorul galeriei de admisie, lângă supapa de accelerație. Deci, duza este un înlocuitor pentru un dispozitiv învechit - un carburator.
- Cu injecție distribuită de combustibil, fiecare cilindru are propriile injectoare în vehicul. Unde sunt ei în acest caz? La baza țevii de admisie, în care combustibilul este injectat de duză.
- Cu injecție directă de combustibil, acestea sunt situate în zona superioară a pereților cilindrului. Aceștia injectează combustibil în camera de ardere.
Aceasta este dispunerea duzelor din mașină. Unde se află aceste părți, a devenit clar.
Flushing
Datorită faptului că impuritățile dăunătoare sunt prezente în combustibil, depunerile de carbon se așează adesea pe injectoare. Trebuie clătite. Această operație implică eliminarea murdăriei inutile din sistemul de duze. Duzele pot fi spălate cu un lichid special. Se mai numește și un aditiv special. În acest caz, injectorii înșiși de la motor nici nu trebuie scoși. Acest aditiv este adăugat la combustibil, iar motorul este forțat să funcționeze pe acest amestec timp de câteva mii de kilometri. O spălare mai rapidă poate fi efectuată fără a scoate duzele de la motor. În acest scop, se folosește o instalație specială. Se conectează la motor în locul pompei de combustibil. Solventul este furnizat chiar la duze. Acesta este un combustibil special pentru spălare. Timpul pentru un astfel de proces este de aproximativ cincisprezece minute.
Duzele de carbon pot fi, de asemenea, curățate cu ajutorul ultrasunetelor. Această metodă implică deja scoaterea lor din motor.
Rezultat
Astfel, devine clar ce este, cum funcționează, la ce servește. Evident, acestea sunt părți foarte importante ale motorului, fără de care funcționarea sa este imposibilă. Este necesar să le monitorizați capacitatea de întreținere și să le spălați în mod regulat.
Unii oameni nu au nicio idee despre ce este un injector de combustibil pentru automobile. Și cei care au anumite informații despre aceasta, în cea mai mare parte nu sunt familiarizați cu principiile muncii și scopului său. Această parte face parte integrantă din sistemul de alimentare cu combustibil al vehiculului. Injectorul de combustibil îndeplinește funcția de a furniza cantitatea necesară de combustibil chiar în camera de ardere a motorului mașinii. Designul duzei asigură amestecul motorinei și aerului, creând un amestec combustibil. În acest articol, vom încerca să înțelegem ce este un injector, la ce servește și așa mai departe. Tot pentru claritate, există fotografii.
Pentru ce este o duză?
Conform declarației, funcția principală atribuită piesei, injectorul este furnizarea în timp util a amestecului de combustibil către camera de ardere sub o anumită presiune. Compoziția amestecului diferă în funcție de tipul de motor: o unitate pe benzină are nevoie de un amestec pe benzină, respectiv un motor diesel - pe bază de aer și motorină. Înainte ca combustibilul să intre în camera de ardere, o anumită cantitate de aer proaspăt și combustibil sunt amestecate. Acest amestec este apoi transportat în camera de ardere.
Pentru a deplasa amestecul prin sistemul de alimentare cu combustibil, este necesar să se mărească presiunea folosind o supapă specială, care, atunci când este deschisă, ia combustibil și împinge amestecul rezultat în cilindri.
Astăzi puteți găsi o varietate destul de largă de duze, care diferă prin acționarea supapelor și principiile de funcționare. Rețineți că cele mai frecvente injectoare auto cu așa-numita electrovalvă. De regulă, este instalat pe motoare cu combustie internă pe benzină datorită simplității tehnologiei sale de proiectare și funcționare. Singura avertisment este că acestea trebuie spălate periodic.
Injectorul de combustibil funcționează pe baza semnalelor transmise de unitatea de comandă electronică, care instruiește o înfășurare specială situată pe corpul injectorului să creeze un vid într-un moment specific pentru a primi o cantitate specificată de benzină direct în camera de ardere a motorului.
La ora specificată, acul duzei iese din scaun și stoarce volumul necesar de combustibil sub presiune în camera de ardere. Numărul de atmosfere din șina combustibilului este întotdeauna constant. În cazul unei creșteri a puterii, mai mult combustibil este turnat în motor la o presiune mai mare, care este pompată automat.
A doua clasă este duza cu acționare electro-hidraulică. Un astfel de injector de combustibil se găsește de obicei pe motoarele cu combustie internă diesel. Acest dispozitiv funcționează conform semnalelor de la unitatea electronică, care determină necesitatea motorului de combustibil. În acest caz, camera de ardere este umplută cu motorină datorită diferenței de presiune pe grupul de pistoane. Acum este mai clar ce este al doilea injector de grup.
Ce este un injector de grup 3? Este mai puțin obișnuit și este instalat pe motoare diesel cu sistem de alimentare cu combustibil Common Rail. Sunt mai bune în ceea ce privește creșterea presiunii și viteza de răspuns la control. Prin urmare, pe parcursul întregului ciclu, combustibilul intră în camera de ardere la o anumită presiune constantă, ceea ce are un efect bun asupra puterii. Acțiunea de conducere este realizată de hidraulică, la fel ca în al doilea tip de duze. Acest lucru este prezentat în diferite fotografii.
Realizăm înlocuirea și repararea
S-a menționat deja că blocajul are loc periodic, ceea ce limitează alimentarea cu combustibil a unității de putere. Injectorul de combustibil trebuie să fie curat și să funcționeze corespunzător. Pentru a menține performanța motorului, trebuie efectuată o întreținere și o curățare periodică.
Alimentarea cu benzină de calitate de la dealeri de încredere va reduce probabilitatea colmatării avioanelor. Aceste canale asigură avansarea combustibilului din rezervor în camerele de ardere ale centralei vehiculului. Pentru a proteja mașina de combustibil de calitate scăzută, vehiculul are diferite elemente de filtrare amplasate în întregul sistem de alimentare cu combustibil. Filtrele produc o curățare fină și grosieră. La umplerea benzinei în rezervor se folosește un filtru grosier și un filtru moale este instalat în imediata vecinătate a sistemului de injecție.
O mare varietate de detergenți pot fi acum găsiți în magazinele auto. Sunt folosite pentru curățarea jeturilor. Astfel de aditivi sunt turnați în rezervorul de combustibil, după care curăță independent canalele.
Această abordare poate fi utilizată atunci când nivelul de contaminare al jeturilor este scăzut. Dacă gradul de înfundare este de așa natură încât nu permite pornirea mașinii, atunci ar trebui utilizată o tehnică mai eficientă.
O altă metodă de a scăpa de contaminare este de a curăța componentele fără a le demonta. Pentru a face acest lucru, este necesar să turnați amestecul de spălare în combustibilul din rezervorul de umplere. După aceea, ar trebui să luați pompa de gaz și conductele de plumb. În plus, linia de alimentare este conectată la o unitate de purjare, care va curăța canalul. Acesta va spăla interiorul duzei sub presiune ridicată folosind un amestec de spălare.
Ultima metodă de curățare a injectorului de combustibil este utilizată atunci când primele două sunt ineficiente. În acest caz, injectoarele sunt îndepărtate din motor și scufundate într-o compoziție specială într-un recipient special. Curățarea are loc în această cameră folosind ultrasunete. Distruge particulele străine din corpul elementului.
Pentru profilaxie, este necesar să completați lichidul de spălare la fiecare 2000-3000 km de rulare. Curăță atât jeturile, cât și sistemul de alimentare cu combustibil și componentele care sunt predispuse la înfundare. De asemenea, ar trebui să întrețineți o pompă specială de combustibil, care este responsabilă pentru furnizarea benzinei la conductă, unde presiunea este întotdeauna controlată.
Să rezumăm
Fiecare pasionat de mașini moderne are o anumită idee despre sistemul de alimentare cu carburant, cu toate acestea, nu toată lumea îl menține în mod corespunzător și respectă regulile de funcționare. Destul de des, un serviciu auto este completat de reprezentanții industriei auto cu un sistem de combustibil auto contaminat. Păstrați întotdeauna injectorul de combustibil curat și funcționând corect. Pentru a preveni o astfel de situație, este necesară îngrijirea corespunzătoare a mașinii.