- „Ce este injecția de combustibil”. Sisteme de injecție auto, scop, tipuri de sisteme de injecție pentru motoare pe benzină și diesel Sisteme de injecție pentru motoare pe benzină

Mașinile moderne sunt echipate cu diferite sisteme de injecție de combustibil. La motoarele pe benzină, amestecul de combustibil și aer este aprins cu forța de o scânteie.

Sistemul de injecție a combustibilului este o parte integrantă. Injectorul este elementul principal de lucru al oricărui sistem de injecție.

Motoarele pe benzină sunt echipate cu sisteme de injecție care diferă între ele prin metoda de formare a unui amestec de combustibil cu aer:

• sisteme centrale de injecție;
• sisteme de injecție multipunct;
• sisteme cu injecție directă.

Injecția centrală, sau altfel se numește injecție monojetronică, este efectuată de un singur injector electromagnetic central care injectează combustibil în colectorul de admisie. Este un pic ca un carburator. Acum, mașinile cu un astfel de sistem de injecție nu sunt produse, deoarece o mașină cu un astfel de sistem are și proprietăți de mediu scăzute ale mașinii.

Sistemul de injecție distribuită a fost îmbunătățit continuu de-a lungul anilor. Sistemul a început K-jetronic... Injecția a fost mecanică, ceea ce i-a conferit o bună fiabilitate, dar consumul de combustibil a fost destul de mare. Combustibilul a fost furnizat nu impulsiv, ci în mod constant. Acest sistem a fost înlocuit de sistem KE-jetronic.

Nu era fundamental diferită de K-jetronic, dar a apărut o unitate de control electronic (ECU), care a făcut posibilă reducerea ușoară a consumului de combustibil. Dar nici acest sistem nu a adus rezultatele scontate. A apărut sistemul L-jetronic.

În care ECU a perceput semnale de la senzori și a trimis un impuls electromagnetic către fiecare injector. Sistemul a avut performanțe economice și de mediu bune, dar proiectanții nu s-au oprit aici și au dezvoltat un sistem complet nou Motronic.

Unitatea de control a început să controleze atât injecția de combustibil, cât și sistemul de aprindere. Combustibilul arde mai bine în cilindru, puterea motorului a crescut, consumul și emisiile nocive au scăzut. În toate aceste sisteme prezentate mai sus, injecția se efectuează printr-o duză separată pentru fiecare cilindru în galeria de admisie, unde se formează un amestec de combustibil și aer, care intră în cilindru.

Cel mai promițător sistem de astăzi este sistemul de injecție directă.

Esența acestui sistem este că combustibilul este injectat direct în camera de ardere a fiecărui cilindru și este deja amestecat cu aerul. Sistemul determină și furnizează compoziția optimă a amestecului cilindrului, care asigură o putere bună la diferite moduri de funcționare a motorului, economie bună și proprietăți ecologice ridicate ale motorului.

Pe de altă parte, motoarele cu acest sistem de injecție au un preț mai mare în comparație cu predecesorii lor, datorită complexității designului lor. De asemenea, acest sistem este foarte exigent în ceea ce privește calitatea combustibilului.

»Sistem de injecție a combustibilului - scheme și principiul de funcționare

Diferite sisteme și tipuri de injecție de combustibil.

Injector de combustibil Nu este altceva decât o supapă controlată automat. Injectoarele de combustibil fac parte dintr-un sistem mecanic care injectează combustibil în camerele de ardere la un anumit interval. Injectoarele de combustibil sunt capabile să se deschidă și să se închidă de mai multe ori într-o secundă. În ultimii ani, carburatoarele utilizate anterior pentru livrarea combustibilului au fost practic înlocuite de injectoare.

• Injector de clapetă și clapetă.

Corpul clapetei de accelerație este cel mai simplu tip de injecție. La fel ca carburatoarele, injectorul de accelerație este situat deasupra motorului. Astfel de injectoare seamănă foarte mult cu carburatoarele, cu excepția muncii lor. La fel ca carburatoarele, nu au un vas cu combustibil sau jeturi. În această formă, injectoarele îl transferă direct în camerele de ardere.

• Sistem de injectare continuă.

După cum sugerează și numele, există un flux continuu de combustibil din injectoare. Intrarea sa în cilindri sau tuburi este controlată de supape de admisie. Există un flux continuu de combustibil la o rată variabilă în injecție continuă.

• Port de injecție central (CPI).

Acest circuit folosește un tip special de fitinguri numite „papuci de supapă”. Pompele de supapă sunt supape utilizate pentru a controla intrarea și ieșirea combustibilului în cilindru. Pulverizează combustibil la fiecare lovitură folosind un tub atașat la un injector central.

• Injecție de combustibil cu mai multe porturi sau cu mai multe puncte - model de lucru.

Unul dintre schemele mai avansate de injecție de combustibil din zilele noastre se numește „injecție multipunct sau multiport”. Acesta este un tip de injecție dinamică care conține un injector separat pentru fiecare cilindru. Într-un sistem de injecție cu combustibil cu mai multe porturi, toate injectoarele îl pulverizează simultan fără întârziere. Injecția multipunct simultană este una dintre cele mai avansate setări mecanice care permite combustibilului din cilindru să se aprindă instantaneu. Prin urmare, cu injecția de combustibil în mai multe puncte, șoferul va primi un răspuns rapid.

Circuitele moderne de injecție a combustibilului sunt sisteme mecanice computerizate destul de complexe care depășesc doar injectoarele de combustibil. Întregul proces este controlat de un computer. Și diferite părți reacționează conform instrucțiunilor date. Există o serie de senzori care se adaptează prin trimiterea de informații importante către computer. Există diferiți senzori care monitorizează consumul de combustibil, nivelurile de oxigen și altele.

Deși această diagramă a sistemului de alimentare cu combustibil este mai complexă, funcționarea diferitelor sale părți este extrem de rafinată. Ajută la controlul nivelului de oxigen și al consumului de combustibil, ceea ce ajută la evitarea consumului inutil de combustibil în motor. Injectorul de combustibil oferă mașinii dvs. potențialul de a îndeplini sarcini cu un grad ridicat de precizie.

Pentru diferite sisteme de alimentare cu combustibil, este adesea necesară spălarea cu echipamente speciale.

Esența schemei de injecție directă în camera de ardere

Pentru o persoană care nu are o mentalitate tehnică, înțelegerea acestei probleme este o sarcină extrem de dificilă. Dar totuși, este necesară cunoașterea diferențelor dintre această modificare a motorului față de injecție sau carburator. Pentru prima dată, motoarele cu injecție directă au fost utilizate într-un model Mercedes-Benz din 1954, dar această modificare a câștigat o mare popularitate datorită Mitsubishi sub numele de Injecție directă pe benzină.

Și de atunci, acest design a fost folosit de multe mărci cunoscute, cum ar fi:

• Infinit,
• Vad,
• Motoare generale,
• Hyundai,
• Mercedes-Benz,
• Mazda.

Mai mult, fiecare dintre firme își folosește propriul nume pentru sistemul în cauză. Dar principiul funcționării rămâne același.

Creșterea popularității sistemului de injecție a combustibilului este facilitată de indicatorii de eficiență și compatibilitate cu mediul, deoarece la utilizarea acestuia, emisia de substanțe nocive în atmosferă este redusă semnificativ.

Principalele caracteristici ale sistemului de injecție a combustibilului

Principiul de bază al acestui sistem este acela că combustibilul este injectat direct în cilindrii motorului. Sistemul necesită de obicei două pompe de combustibil pentru a funcționa:

1. primul este situat în rezervorul cu benzină,
2. al doilea este pe motor.

Mai mult, a doua este o pompă de înaltă presiune, care uneori livrează mai mult de 100 de bari. Aceasta este o condiție prealabilă pentru funcționare, deoarece combustibilul intră în cilindru în timpul cursei de compresie. Presiunea ridicată este principalul motiv pentru structura specială a duzelor, care sunt realizate sub formă de inele de etanșare din teflon.

Acest sistem de combustibil, spre deosebire de un sistem de injecție convențional, este un sistem de amestec intern cu formare stratificată sau uniformă a unei mase de combustibil-aer. Metoda de formare a amestecului se schimbă odată cu modificarea sarcinii motorului. Să înțelegem funcționarea motorului cu o formare strat-cu-strat și uniformă a amestecului combustibil-aer.

Lucrați cu amestec stratificat de combustibil

Datorită caracteristicilor structurale ale colectorului (prezența amortizoarelor care închid fundul), accesul în fund este blocat. La cursa de admisie, aerul intră în partea superioară a cilindrului; după o anumită rotație a arborelui cotit, combustibilul este injectat pe cursa de compresie, care necesită o presiune mare a pompei. Apoi, amestecul rezultat este suflat de un vârtej de aer la lumânare. În momentul aplicării scânteii, benzina va fi deja bine amestecată cu aerul, ceea ce contribuie la o combustie de înaltă calitate. În același timp, decalajul creează un fel de carcasă care reduce pierderile și crește eficiența, reducând astfel consumul de combustibil.

Trebuie remarcat faptul că lucrul cu injecție stratificată a combustibilului este cea mai promițătoare direcție, deoarece în acest mod se poate realiza cea mai optimă combustie.

Formarea omogenă a amestecului de combustibil

În acest caz, procesele în curs sunt și mai ușor de înțeles. Combustibilul și aerul necesare pentru ardere pătrund aproape simultan în cilindrul motorului în timpul cursei de admisie. Chiar înainte ca pistonul să ajungă în punctul mort superior, amestecul aer-combustibil este într-o stare mixtă. Un amestec de înaltă calitate se formează datorită presiunii ridicate de injecție. Sistemul trece de la un mod de funcționare la altul datorită analizei datelor primite. Acest lucru, ca rezultat, duce la o creștere a eficienței motorului.

Principalele dezavantaje ale injecției de combustibil

Toate beneficiile unui sistem de injecție directă de combustibil sunt realizate numai atunci când se utilizează benzină care îndeplinește anumite criterii de calitate. Ar trebui să fie sortate. Cerințele privind numărul octanic pentru sistem nu au caracteristici mari. O răcire bună a amestecului aer-combustibil se realizează și la utilizarea benzinelor cu cifre octanice de la 92 la 95.

Cele mai stricte cerințe sunt prezentate tocmai în ceea ce privește purificarea benzinei, compoziția sa, conținutul de plumb, sulf și murdărie. Nu ar trebui să existe deloc sulf, deoarece prezența acestuia va duce la uzura rapidă a echipamentelor de combustibil și la defectarea electronice. Dezavantajele includ și costul crescut al sistemului. Acest lucru se datorează complexității crescânde a designului, care la rândul său duce la o creștere a costului componentelor.

Rezultat

Analizând informațiile de mai sus, este sigur să spunem că sistemul cu injecție directă de combustibil în camera de ardere este mai promițător și mai modern decât injecția cu distribuție. Vă permite să măriți semnificativ eficiența motorului datorită calității ridicate a amestecului aer-combustibil. Principalul dezavantaj al sistemului este prezența unor cerințe ridicate pentru calitatea benzinei, costul ridicat de reparații și întreținere. Și atunci când utilizați benzină de calitate scăzută, necesitatea de reparații și întreținere mai frecvente crește dramatic.

Unde este supapa EGR - curățarea sau modul de înăbușire a EGR Motor diesel rotativ - design motor
Sistem de frânare auto - reparație sau înlocuire Motorina nu va porni, defecțiuni și motive
Sistemul de răcire a motorului mașinii, principiul de funcționare, defecțiuni

La sfârșitul anilor '60 și începutul anilor '70 ai secolului al XX-lea, a apărut problema poluării mediului prin deșeuri industriale, printre care o parte semnificativă a fost evacuarea mașinilor. Până în acel moment, compoziția produselor de ardere ale motoarelor cu ardere internă nu prezintă interes pentru nimeni. Pentru a maximiza utilizarea aerului în timpul procesului de ardere și pentru a obține puterea maximă posibilă a motorului, compoziția amestecului a fost ajustată astfel încât să existe un exces de benzină în el.

Ca rezultat, nu a existat absolut niciun oxigen în produsele de ardere, dar a rămas combustibilul necombust și substanțele dăunătoare sănătății se formează în principal în timpul arderii incomplete. Într-un efort de a crește puterea, proiectanții au instalat pompe de accelerație pe carburatoare, injectând combustibil în colectorul de admisie cu fiecare apăsare ascuțită a pedalei de accelerație, adică când este necesară o accelerație bruscă a mașinii. În acest caz, o cantitate excesivă de combustibil pătrunde în butelii, care nu corespunde cu cantitatea de aer.

În condiții de trafic urban, pompa de accelerație funcționează la aproape toate intersecțiile cu semafoare, unde mașinile trebuie fie să se oprească, fie să se deplaseze rapid. Arderea incompletă apare și atunci când motorul este la ralanti și mai ales atunci când motorul frânează. Cu clapeta închisă, aerul trece prin pasajele de ralanti ale carburatorului la viteză mare, aspirând prea mult combustibil.

Datorită vidului semnificativ din galeria de admisie, este aspirat puțin aer în cilindri, presiunea din camera de ardere rămâne relativ scăzută la sfârșitul cursei de compresie, procesul de ardere al unui amestec excesiv de bogat este lent și rămâne o mulțime de combustibil ne-ars în gazele de eșapament. Modurile de funcționare ale motorului descrise cresc brusc conținutul de compuși toxici din produsele de ardere.

A devenit evident că, pentru a reduce emisiile în atmosferă dăunătoare vieții umane, este necesar să se schimbe radical abordarea proiectării echipamentelor de combustibil.

Pentru a reduce emisiile nocive din sistemul de evacuare, s-a propus instalarea unui convertor catalitic de gaze de eșapament. Dar catalizatorul funcționează eficient numai atunci când așa-numitul amestec normal combustibil-aer este ars în motor (raportul greutate aer / benzină 14,7: 1). Orice abatere a compoziției amestecului față de cea indicată a dus la o scădere a eficienței muncii sale și la accelerarea eșecului. Pentru o menținere stabilă a unui astfel de raport al amestecului de lucru, sistemele de carburator nu mai erau potrivite. Singura alternativă ar putea fi sistemele de injecție.

Primele sisteme au fost pur mecanice, cu o utilizare redusă a componentelor electronice. Dar practica utilizării acestor sisteme a arătat că parametrii amestecului, a căror stabilitate spera dezvoltatorii, se modifică pe măsură ce vehiculul este utilizat. Acest rezultat este destul de natural, ținând seama de uzura și contaminarea elementelor sistemului și a motorului cu ardere internă în sine în timpul funcționării sale. A apărut întrebarea cu privire la un sistem care s-ar putea corecta singur în procesul de lucru, schimbând flexibil condițiile de preparare a amestecului de lucru în funcție de condițiile externe.

S-a găsit următoarea soluție. Feedback-ul a fost introdus în sistemul de injecție - un senzor pentru conținutul de oxigen din gazele de eșapament, așa-numita sondă lambda, a fost instalat în sistemul de evacuare, direct în fața catalizatorului. Acest sistem a fost dezvoltat ținând deja seama de prezența unui astfel de element fundamental pentru toate sistemele ulterioare ca o unitate de control electronic (ECU). Conform semnalelor senzorului de oxigen, ECU ajustează alimentarea cu combustibil a motorului, menținând cu precizie compoziția de amestec dorită.

Până în prezent, motorul cu injecție (sau, în rusă, cu injecție) a înlocuit aproape complet vechiul
sistem carburator. Motorul cu injecție îmbunătățește semnificativ indicatorii de funcționare și putere ai mașinii
(dinamica accelerării, performanța de mediu, consumul de combustibil).

Sistemele de injecție cu combustibil au următoarele avantaje principale față de sistemele de carburator:

• măsurarea exactă a combustibilului și, prin urmare, un consum mai economic.
• reducerea toxicității gazelor de eșapament. Se realizează datorită optimității amestecului combustibil-aer și utilizării senzorilor pentru parametrii gazelor de eșapament.
• creșterea puterii motorului cu aproximativ 7-10%. Se produce prin îmbunătățirea umplerii cilindrilor, setarea optimă a momentului de aprindere corespunzător modului de funcționare al motorului.
• îmbunătățirea proprietăților dinamice ale mașinii. Sistemul de injecție răspunde imediat la orice schimbare a sarcinii prin ajustarea parametrilor amestecului combustibil-aer.
• ușurința pornirii, indiferent de condițiile meteorologice.

Dispozitivul și principiul de funcționare (de exemplu, un sistem electronic de injecție distribuită)

La motoarele moderne cu injecție, este prevăzut un injector individual pentru fiecare cilindru. Toate injectoarele sunt conectate la șina combustibilului, unde combustibilul este sub presiune, care este creat de o pompă electrică de benzină. Cantitatea de combustibil injectat depinde de durata deschiderii injectorului. Momentul de deschidere este reglat de unitatea de control electronic (controler) pe baza datelor procesate de aceasta de la diferiți senzori.

Senzorul de debit de masă este utilizat pentru a calcula umplerea ciclică a cilindrilor. Se măsoară debitul de masă de aer, care este apoi transformat de program într-un ciclu de umplere cilindric. În cazul unei defecțiuni a senzorului, citirile acestuia sunt ignorate; calculul se efectuează conform tabelelor de urgență.

Senzorul de poziție a clapetei de accelerație calculează factorul de sarcină al motorului și îl modifică în funcție de unghiul clapetei de accelerație, turația motorului și viteza ciclului.

Senzorul de temperatură a lichidului de răcire este utilizat pentru a determina corecția alimentării cu combustibil și a aprinderii în funcție de temperatură și pentru a controla ventilatorul electric. Dacă senzorul eșuează, citirile sale sunt ignorate, temperatura este preluată din tabel în funcție de timpul de funcționare al motorului.

Senzorul de poziție al arborelui cotit servește la sincronizarea generală a sistemului, calculând turația motorului și poziția arborelui cotit în anumite momente din timp. DPKV este un senzor polar. Dacă este pornit incorect, motorul nu va porni. Dacă senzorul eșuează, sistemul nu va funcționa. Acesta este singurul senzor „vital” din sistem, în care mișcarea mașinii este imposibilă. Accidentele tuturor celorlalți senzori vă permit să ajungeți singur la service auto.

Senzorul de oxigen este conceput pentru a determina concentrația de oxigen din gazele de eșapament. Informațiile furnizate de senzor sunt utilizate de unitatea de comandă electronică pentru a regla cantitatea de combustibil furnizată. Senzorul de oxigen este utilizat numai în sistemele cu convertor catalitic pentru standardele de toxicitate Euro-2 și Euro-3 (Euro-3 utilizează doi senzori de oxigen - înainte și după catalizator).

Senzorul de lovire este utilizat pentru a monitoriza lovirea. Când este detectat ultimul, ECU pornește algoritmul de suprimare a detonației, ajustând rapid timpul de aprindere.

Acestea sunt doar câțiva dintre senzorii de bază necesari pentru funcționarea sistemului. Setul complet de senzori pentru diferite vehicule depinde de sistemul de injecție, de standardele de emisie etc.

Despre rezultatele sondării senzorilor definiți în program, programul ECU controlează dispozitivele de acționare, care includ: injectoare, o pompă de gaz, un modul de aprindere, un regulator de ralanti, o supapă adsorbantă pentru un sistem de recuperare a vaporilor de benzină, un ventilator al sistemului de răcire etc. (totul depinde din nou de modele)

Dintre toate cele de mai sus, poate nu toată lumea știe ce este un adsorbant. Adsorberul este un element al unui circuit închis pentru recircularea vaporilor de benzină. Standardele Euro-2 interzic contactul ventilației rezervorului de gaz cu atmosfera, vaporii de benzină trebuie colectați (adsorbiți) și trimiși la butelii pentru arderea după suflare. Când motorul nu funcționează, vaporii de benzină pătrund în adsorbant din rezervor și din colectorul de admisie, unde sunt absorbiți. Când motorul este pornit, adsorberul, la comanda ECU, este suflat prin fluxul de aer aspirat de motor, vaporii sunt transportați de acest flux și arși în camera de ardere.

Tipuri de sisteme de injecție a combustibilului

În funcție de numărul de injectoare și de locul de alimentare cu combustibil, sistemele de injecție sunt împărțite în trei tipuri: un singur punct sau mono-injecție (un injector în colectorul de admisie pentru toți cilindrii), multipunct sau distribuit (fiecare cilindru are propriul său injector care furnizează combustibil colectorului) și direct ( combustibilul este furnizat de injectoare direct la cilindri, ca la motoarele diesel).

Injecție cu un singur punct mai simplu, este mai puțin umplut cu electronice de control, dar și mai puțin eficient. Electronica de control vă permite să citiți informații de la senzori și să modificați imediat parametrii de injecție. De asemenea, este important ca motoarele cu carburator să fie ușor adaptate pentru injecția mono, aproape fără modificări structurale sau modificări tehnologice în producție. Injecția cu un singur punct are un avantaj față de carburator în ceea ce privește economia de combustibil, respectarea mediului și stabilitatea relativă și fiabilitatea parametrilor. Dar, în reacția clapetei de accelerație a motorului, pierde injecția cu un singur punct. Un alt dezavantaj: atunci când se utilizează injecția cu un singur punct, ca și când se utilizează un carburator, până la 30% din benzină se așează pe pereții colectorului.

Sistemele de injecție cu un singur punct, desigur, au fost un pas înainte în comparație cu sistemele de alimentare cu carburator, dar nu mai îndeplinesc cerințele moderne.

Sistemele sunt mai perfecte injecție multipunct, în care alimentarea cu combustibil a fiecărui cilindru se efectuează individual. Injecția distribuită este mai puternică, mai economică și mai complexă. Utilizarea unei astfel de injecții crește puterea motorului cu aproximativ 7-10 procente. Principalele avantaje ale injecției distribuite:

• capacitatea de a regla automat la diferite viteze și, în consecință, de a îmbunătăți umplerea cilindrilor, ca urmare, cu aceeași putere maximă, mașina accelerează mult mai repede;
• benzina este injectată aproape de supapa de admisie, ceea ce reduce semnificativ pierderile de decantare ale galeriei de admisie și permite un control mai precis al livrării combustibilului.

Ca un alt mijloc eficient pentru optimizarea arderii amestecului și creșterea eficienței unui motor pe benzină, acesta implementează simplu
principii. Și anume: pulverizează mai bine combustibilul, îl amestecă mai bine cu aerul și gestionează mai competent amestecul gata pregătit la diferite moduri de funcționare a motorului. Drept urmare, motoarele cu injecție directă consumă mai puțin combustibil decât motoarele convenționale cu „injecție” (mai ales atunci când conduc în liniște la turație mică); cu același volum de lucru, oferă o accelerație mai intensă a mașinii; au evacuare mai curată; garantează o capacitate mai mare de litri datorită raportului de compresie mai mare și a efectului de răcire a aerului atunci când combustibilul este evaporat în cilindri. În același timp, au nevoie de benzină de înaltă calitate, cu un conținut redus de sulf și impurități mecanice, pentru a asigura funcționarea normală a echipamentelor de combustibil.

Și doar principala discrepanță între GOST-uri, în vigoare în prezent în Rusia și Ucraina, și standardele europene este conținutul crescut de sulf, hidrocarburi aromatice și benzen. De exemplu, standardul ruso-ucrainean permite prezența a 500 mg de sulf în 1 kg de combustibil, în timp ce Euro-3 - 150 mg, Euro-4 - doar 50 mg și Euro-5 - doar 10 mg. Sulful și apa sunt capabile să activeze procesele de coroziune pe suprafața pieselor, iar resturile sunt o sursă de uzură abrazivă a găurilor calibrate ale duzelor și a perechilor de pompe de piston. Ca urmare a uzurii, presiunea de funcționare a pompei scade și calitatea atomizării benzinei se deteriorează. Toate acestea se reflectă în caracteristicile motoarelor și în uniformitatea funcționării acestora.

Mitsubishi a fost primul care a folosit un motor cu injecție directă pe o mașină de producție. Prin urmare, vom lua în considerare dispozitivul și principiile de funcționare a injecției directe folosind exemplul unui motor GDI (Injection Direct Injection). Motorul GDI poate funcționa într-un amestec ultra-slab de aer-combustibil: raportul masă aer / combustibil până la 30-40: 1.

Raportul maxim posibil pentru motoarele tradiționale cu injecție cu injecție distribuită este de 20-24: 1 (merită să reamintim că compoziția optimă, așa-numita stoichiometrică, este 14,7: 1) - dacă excesul de aer este mai mare, amestecul supra-slab pur și simplu nu se va aprinde. Pe motorul GDI, combustibilul atomizat se află în cilindru sub forma unui nor, concentrat în zona bujiei.

Prin urmare, deși amestecul este în general prea slab, este aproape de compoziția stoichiometrică a bujiei și este foarte inflamabil. În același timp, amestecul slab din restul volumului are o tendință de detonare mult mai mică decât cea stoichiometrică. Această din urmă circumstanță face posibilă creșterea raportului de compresie, ceea ce înseamnă creșterea puterii și a cuplului. Datorită faptului că atunci când combustibilul este injectat și evaporat în cilindru, sarcina de aer este răcită - umplerea cilindrilor este oarecum îmbunătățită, iar probabilitatea de detonare este din nou redusă.

Principalele diferențe de proiectare între GDI și injecția convențională:

Pompa de combustibil de înaltă presiune (TNVD). O pompă mecanică (similară cu o pompă de injecție cu motorină) dezvoltă o presiune de 50 bari (pentru un motor cu injecție, o pompă electrică din rezervor creează o presiune de aproximativ 3-3,5 bari în linie).

• Duzele de atomizare cu presiune ridicată creează forma flăcării combustibilului, în conformitate cu modul de funcționare al motorului. În modul de funcționare a puterii, injecția are loc în modul de admisie și se formează o flacără conică aer-combustibil. În modul de funcționare super-slab, injecția are loc la sfârșitul cursei de compresie și un combustibil compact de aer
  o lanternă care direcționează coroana pistonului concav direct la bujie.
• Piston. O adâncitură este realizată în partea de jos a unei forme speciale, cu ajutorul căreia amestecul combustibil-aer este direcționat către zona bujiei.
• Canalele de intrare. Pe motorul GDI sunt folosite orificii verticale de admisie, care asigură formarea așa-numitului din cilindru. „Vortex înapoi”, direcționând amestecul combustibil-aer către mufă și îmbunătățind umplerea cilindrilor cu aer (într-un motor convențional, vortexul din cilindru este învârtit în direcția opusă).

Moduri de operare a motorului GDI

Există trei moduri de funcționare a motorului în total:

• Combustie supercurentă (injecție cu cursă de compresie).
• Modul de alimentare (injecție pe cursa de admisie).
• Mod în două etape (injecție pe cursele de admisie și compresie) (utilizat la Euro-modificări).

Mod de ardere super-slab (injecție de combustibil pe cursa de compresie). Acest mod este utilizat la sarcini reduse: în timpul conducerii liniștite în oraș și atunci când conduceți în afara orașului cu o viteză constantă (până la 120 km / h). Combustibilul este injectat de o torță compactă la sfârșitul cursei de compresie către piston, reflectat din acesta, amestecat cu aer și evaporat către zona bujiei. Deși amestecul este extrem de slab în volumul principal al camerei de ardere, sarcina din jurul bujiei este suficient de bogată pentru a fi aprinsă de o scânteie și pentru a aprinde restul amestecului. Drept urmare, motorul funcționează fără probleme chiar și cu un raport total aer / combustibil de 40: 1.

Funcționarea motorului pe un amestec foarte slab a pus o nouă problemă - neutralizarea gazelor de eșapament. Faptul este că, în acest mod, oxizii de azot reprezintă cea mai mare parte a acestora și, prin urmare, un convertor catalitic convențional devine ineficient. Pentru a rezolva această problemă, a fost aplicată recircularea gazelor de eșapament (EGR-Recircularea gazelor de eșapament), ceea ce reduce brusc cantitatea de oxizi de azot formați și a fost instalat un catalizator suplimentar de NO.

Sistemul EGR „diluează” amestecul combustibil-aer cu gazele de eșapament, reduce temperatura de ardere în camera de ardere, astfel „amortizând” formarea activă a oxizilor nocivi, inclusiv NOx. Cu toate acestea, este imposibil să se asigure neutralizarea completă și stabilă a NOx numai de către EGR, deoarece cu o creștere a sarcinii motorului, cantitatea de gaz de eșapament recirculată trebuie redusă. Prin urmare, pe motorul cu injecție directă a fost instalat un catalizator NO.

Există două tipuri de catalizatori pentru reducerea emisiilor de NOx - selectiv (tip selectiv de reducere) și
tip acumulativ (tip NOx Trap). Catalizatorii de depozitare sunt mai eficienți, dar extrem de sensibili la combustibilii cu conținut ridicat de sulf, la care cei selectivi sunt mai puțin sensibili. În consecință, catalizatorii de stocare sunt instalați pe modele pentru țările cu conținut redus de sulf în benzină și catalizatori selectivi pentru restul.

Modul de alimentare (injecție pe cursul de admisie). Așa-numitul „mod de amestecare omogen” este utilizat pentru conducerea intensivă în oraș, traficul suburban de mare viteză și depășirea. Combustibilul este injectat la cursa de admisie de o torță conică, amestecându-se cu aerul pentru a forma un amestec omogen, ca într-un motor convențional cu injecție multipunct. Compoziția amestecului este apropiată de stoichiometrică (14,7: 1)

Mod în două etape (injecție pe cursele de admisie și compresie). Acest mod vă permite să măriți cuplul motorului în cazul în care șoferul, deplasându-se la turații mici, apasă brusc pedala de accelerație. Când motorul funcționează la turații reduse și un amestec bogat este alimentat brusc în el, probabilitatea de detonare crește. Prin urmare, injecția se efectuează în două etape. O cantitate mică de combustibil este injectată în cilindru pe cursa de admisie și răcește aerul din cilindru. În acest caz, cilindrul este umplut cu un amestec ultra-slab (aproximativ 60: 1), în care nu au loc procese de detonare. Apoi, la sfârșitul măsurii
prin compresie, se livrează un jet compact de combustibil, care aduce raportul aer / combustibil din cilindru la un „bogat” 12: 1.

De ce este introdus acest mod doar pentru mașini pentru piața europeană? Da, deoarece vitezele mici și blocajele de trafic constante sunt inerente în Japonia, iar Europa este autostradă lungă și viteză mare (și, prin urmare, încărcături mari ale motorului).

Mitsubishi a fost pionier în utilizarea injecției directe de combustibil. Astăzi, tehnologia similară este utilizată de Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) și Toyota (JIS). Principiul principal de funcționare al acestor sisteme de putere este același - alimentarea cu benzină nu a tractului de admisie, ci direct la camera de ardere și formarea strat-cu-strat sau a formării omogene de amestec în diferite moduri de funcționare a motorului. Dar și astfel de sisteme de combustibil au diferențe, uneori destul de semnificative. Principalele sunt presiunea de lucru în sistemul de alimentare cu combustibil, amplasarea injectoarelor și designul acestora.

Acum una dintre principalele sarcini cu care se confruntă birourile de proiectare ale producătorilor de automobile este crearea centralelor electrice care consumă cât mai puțin combustibil și emit o cantitate redusă de substanțe nocive în atmosferă. Mai mult, toate acestea trebuie realizate cu condiția ca impactul asupra parametrilor de funcționare (putere, cuplu) să fie minim. Adică, este necesar să se facă motorul economic și, în același timp, puternic și cuplu ridicat.

Pentru a obține rezultatul, aproape toate unitățile și sistemele unității de putere pot fi modificate și modificate. Acest lucru este valabil mai ales pentru sistemul de alimentare cu energie electrică, deoarece ea este responsabilă pentru fluxul de combustibil în butelii. Cea mai recentă evoluție în această direcție este considerată a fi injecția directă de combustibil în camerele de ardere ale unei centrale care funcționează pe benzină.

Esența acestui sistem se reduce la alimentarea separată a componentelor amestecului combustibil - benzină și aer - către butelii. Adică, principiul funcționării sale este foarte similar cu funcționarea instalațiilor diesel, unde formarea amestecului se efectuează în camerele de ardere. Dar o unitate pe benzină, pe care este instalat un sistem de injecție directă, are o serie de caracteristici ale procesului de injectare a componentelor amestecului de combustibil, amestecarea și arderea acestuia.

Un pic de istorie

Injecția directă nu este o idee nouă; există o serie de exemple în istorie în care a fost utilizat un astfel de sistem. Prima utilizare pe scară largă a acestui tip de putere a motorului a fost în aviație la mijlocul secolului trecut. De asemenea, au încercat să-l folosească pe vehicule, dar nu a primit o distribuție largă. Sistemul din acei ani poate fi considerat ca un fel de prototip, deoarece era complet mecanic.

Sistemul de injecție directă a primit o „a doua viață” la mijlocul anilor 90 ai secolului XX. Japonezii au fost primii care și-au echipat mașinile cu instalații cu injecție directă. Unitatea dezvoltată de Mitsubishi a primit denumirea GDI, care înseamnă Injecție directă pe benzină, care înseamnă injecție directă de combustibil. Puțin mai târziu, Toyota și-a creat propriul motor - D4.

Injecție directă de combustibil

De-a lungul timpului, motoarele care utilizează injecție directă au apărut de la alți producători:

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

Injecția directă nu este un tip separat, complet nou și aparține sistemelor de injecție a combustibilului. Dar, spre deosebire de predecesorii săi, combustibilul său este injectat sub presiune direct în cilindri și nu, ca înainte, în colectorul de admisie, unde benzina era amestecată cu aer înainte de a fi alimentată în camerele de ardere.

Caracteristici de proiectare și principiul de funcționare

Injecția directă pe benzină este, în principiu, foarte asemănătoare cu motorina. La proiectarea unui astfel de sistem de alimentare, există o pompă suplimentară, după care benzina, deja sub presiune, este alimentată cu injectorele instalate în chiulasă cu duze situate în camera de ardere. În momentul necesar, injectorul furnizează combustibil cilindrului, unde aerul a fost deja pompat prin galeria de admisie.

Proiectarea acestui sistem de alimentare include:

• un rezervor cu o pompă de amorsare a combustibilului instalată în el;
• conducte de joasă presiune;
• elemente de filtrare a combustibilului;
• o pompă care creează o presiune crescută cu un regulator instalat (pompă de combustibil de înaltă presiune);
• conducte de înaltă presiune;
• rampa cu duze;
• by-pass și supape de siguranță.

Diagrama sistemului de combustibil cu injecție directă

Scopul părților elementelor, cum ar fi un rezervor cu pompă și filtru, este descris în alte articole. Prin urmare, vom lua în considerare scopul unui număr de unități care sunt utilizate numai într-un sistem de injecție directă.

Unul dintre elementele principale ale acestui sistem este pompa de înaltă presiune. Permite curgerea combustibilului sub presiune semnificativă în șina de combustibil. Designul său diferă de la producător la producător - cu un singur piston sau cu mai multe piston. Unitatea se efectuează din arborii cu came.

De asemenea, sunt incluse în sistem valve care împiedică presiunea combustibilului din sistem să depășească valorile critice. În general, presiunea este reglată în mai multe locuri - la ieșirea pompei de înaltă presiune de către un regulator care face parte din proiectarea pompei de injecție. Există o supapă de bypass care controlează presiunea de intrare a pompei. Supapa de siguranță monitorizează presiunea din șină.

Totul funcționează astfel: pompa de combustibil din rezervor prin conducta de joasă presiune furnizează benzină pompei de combustibil de înaltă presiune, în timp ce benzina trece printr-un filtru fin de combustibil, unde sunt îndepărtate impuritățile mari.

Perechile de piston ale pompei creează o presiune a combustibilului, care variază de la 3 la 11 MPa în diferite condiții de funcționare a motorului. Deja sub presiune, combustibilul intră în șină prin conducte de înaltă presiune, care sunt distribuite peste injectoarele sale.

Funcționarea injectoarelor este controlată de o unitate de control electronic. În același timp, se bazează pe citirile multor senzori ai motorului, după analizarea datelor, controlează injectoarele - momentul injecției, cantitatea de combustibil și metoda de pulverizare.

Dacă pompa de combustibil de înaltă presiune este alimentată cu mai mult combustibil, atunci se activează supapa de by-pass, care returnează o parte din combustibil în rezervor. De asemenea, o parte din combustibil este evacuată în rezervor în caz de presiune excesivă în șină, dar acest lucru este realizat de o supapă de siguranță.

Injecție directă

Tipuri de amestecare

Prin utilizarea injecției directe de combustibil, inginerii au reușit să reducă kilometrajul de gaz. Și totul se realizează prin posibilitatea utilizării mai multor tipuri de formare a amestecului. Adică, în anumite condiții de funcționare ale centralei, se furnizează propriul tip de amestec. Mai mult, sistemul monitorizează și controlează nu numai alimentarea cu combustibil, pentru a asigura acest tip sau altul de formare a amestecului, fiind stabilit și un anumit mod de alimentare cu aer a cilindrilor.

În total, injecția directă este capabilă să furnizeze două tipuri principale de amestec în cilindri:

• Stratificat;
• Omogen stoichiometric;

Acest lucru vă permite să selectați un amestec care, cu o anumită funcționare a motorului, va oferi cea mai mare eficiență.

Formarea amestecului strat cu strat permite motorului să funcționeze pe un amestec foarte slab, în \u200b\u200bcare fracția de masă a aerului este de peste 40 de ori fracțiunea de combustibil. Adică, o cantitate foarte mare de aer este alimentată în cilindri și apoi i se adaugă puțin combustibil.

În condiții normale, un astfel de amestec nu se aprinde dintr-o scânteie. Pentru ca aprinderea să aibă loc, proiectanții au dat coroanei pistonului o formă specială care oferă un vârtej.

Cu o astfel de formare de amestec, aerul direcționat de clapă intră în camera de ardere cu viteză mare. La sfârșitul cursei de compresie, injectorul injectează combustibil care, când ajunge la coroana pistonului, se învârte în sus către bujie. Ca rezultat, amestecul din zona electrozilor este bogat și foarte inflamabil, în timp ce în jurul acestui amestec există aer practic fără particule de combustibil. Prin urmare, o astfel de formare de amestec se numește strat cu strat - în interior există un strat cu un amestec îmbogățit, deasupra căruia există un alt strat, practic fără combustibil.

Această formare a amestecului asigură consumul minim de benzină, dar sistemul pregătește un astfel de amestec numai cu mișcare uniformă, fără accelerații bruște.

Amestecarea stoichiometrică este producerea unui amestec de combustibil în proporții optime (14,7 părți de aer până la 1 parte de benzină), care asigură o putere maximă de ieșire. Un astfel de amestec se aprinde deja ușor, astfel încât nu este necesară crearea unui strat îmbogățit lângă lumânare, dimpotrivă, pentru o ardere eficientă, este necesar ca benzina să fie distribuită uniform în aer.

Prin urmare, combustibilul este injectat de duzele de compresie și, înainte de aprindere, reușește să se deplaseze bine cu aerul.

Această formare a amestecului are loc în cilindri în timpul accelerației, atunci când este necesară puterea maximă de putere, și nu economie.

De asemenea, proiectanții au avut de-a face cu problema trecerii motorului de la un amestec slab la un amestec bogat în timpul accelerațiilor puternice. Pentru a evita arderea, se utilizează o injecție dublă în timpul tranziției.

Prima injecție de combustibil se efectuează pe cursa de admisie, combustibilul acționând ca un răcitor pentru pereții camerei de ardere, ceea ce elimină detonarea. A doua porție de benzină este livrată la sfârșitul cursei de compresie.

Sistemul de injecție directă a combustibilului, datorită utilizării simultane a mai multor tipuri de formare a amestecului, permite o economie bună de combustibil fără un impact mare asupra indicatorilor de putere.

În timpul accelerației, motorul funcționează pe un amestec normal și, după ce a câștigat viteza, atunci când modul de conducere este măsurat și fără schimbări bruste, centrala electrică trece la un amestec foarte slab, economisind astfel combustibil.

Acesta este principalul avantaj al unui astfel de sistem de alimentare. Dar are și un dezavantaj important. Pompa de combustibil de înaltă presiune, precum și injectoarele utilizează vapori de precizie foarte prelucrați. Acestea sunt punctul slab, deoarece acești vapori sunt foarte sensibili la calitatea benzinei. Prezența unor impurități terțe, sulf și apă poate dezactiva pompa de injecție și injectoarele. În plus, benzina are proprietăți de lubrifiere foarte scăzute. Prin urmare, uzura perechilor de precizie este mai mare decât cea a aceluiași motor diesel.

În plus, sistemul de alimentare directă cu combustibil în sine este mai complex din punct de vedere structural și mai scump decât același sistem de injecție separat.

Noi dezvoltări

Designerii, însă, nu se opresc aici. Un fel de rafinament al injecției directe a fost realizat în concernul VAG din unitatea de alimentare TFSI. Sistemul său de alimentare a fost combinat cu un turbocompresor.

O soluție interesantă a fost oferită de Orbital. Au dezvoltat o duză specială care, pe lângă combustibil, injectează aer comprimat în cilindri, furnizați de la un compresor suplimentar. Acest amestec aer-combustibil are o inflamabilitate excelentă și arde bine. Dar aceasta este încă doar o dezvoltare și dacă va găsi aplicație pe mașini este încă necunoscut.

În general, injecția directă este acum cel mai bun sistem de alimentare cu energie din punct de vedere al eficienței și al respectării mediului, deși are dezavantajele sale.

Sistemul de alimentare cu combustibil este necesar pentru fluxul de combustibil din rezervorul de gaz, filtrarea ulterioară a acestuia, precum și formarea unui amestec oxigen-combustibil cu transferul acestuia la cilindrii motorului. În prezent, există mai multe tipuri de sisteme de alimentare cu combustibil. Cel mai comun în secolul al XX-lea a fost sistemul de carburator, dar astăzi sistemul de injecție este din ce în ce mai popular. A existat și a treia - o singură injecție, care a fost bună doar în sensul că a făcut posibilă reducerea oarecum a consumului de combustibil. Să aruncăm o privire mai atentă asupra sistemului de injecție și să înțelegem principiul său de funcționare.

Dispoziții generale

Majoritatea combustibililor moderni pentru motoare sunt similari. Diferența poate fi doar în stadiul formării amestecului. Sistemul de alimentare cu combustibil include următoarele componente:

1. Rezervorul de combustibil este un produs compact cu o pompă și un filtru pentru curățarea de particule mecanice. Scopul principal este stocarea combustibilului.
2. Conductele de combustibil formează un complex de furtunuri și tuburi pentru deplasarea combustibilului din rezervor în sistemul de formare a amestecului.
3. Dispozitiv de amestecare. În cazul nostru, vom vorbi despre un injector. Această unitate este concepută pentru a obține o emulsie (amestec aer-combustibil) și a o furniza cilindrilor în timp cu motorul.
4. Unitate de control al sistemului de amestecare. Este instalat doar pe motoare cu injecție, datorită necesității de a monitoriza senzorii, injectorele și supapele.
5. Pompă de combustibil. În majoritatea cazurilor, este utilizată versiunea submersibilă. Este un mic motor electric care este conectat la o pompă de lichid. Ungerea se realizează cu combustibil, iar utilizarea prelungită a vehiculului cu o cantitate de combustibil mai mică de 5 litri poate duce la defectarea motorului electric.

Pe scurt, un injector este o alimentare punctuală de combustibil printr-un injector. Semnalul electronic provine de la unitatea de control. În ciuda faptului că injectorul are o serie de avantaje semnificative față de carburator, acesta nu a mai fost folosit de mult timp. Acest lucru s-a datorat complexității tehnice a produsului, precum și mentenanței reduse a pieselor care nu funcționau. În zilele noastre, sistemele de injecție punctuală au înlocuit practic carburatorul. Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce este atât de bun la injector și care sunt caracteristicile acestuia.

Caracteristicile echipamentelor de combustibil

Mașina a fost întotdeauna obiectul atenției ecologiștilor. Gazele reziduale sunt eliberate direct în atmosferă, care este plină de poluare. Diagnosticul sistemului de alimentare cu combustibil a arătat că cantitatea de emisii în cazul formării incorecte a amestecului crește semnificativ. Din acest motiv simplu, s-a luat decizia de a instala un convertor catalitic. Cu toate acestea, acest dispozitiv a prezentat rezultate bune numai cu o emulsie de înaltă calitate și, în cazul unor abateri, eficacitatea acestuia a scăzut semnificativ. S-a decis înlocuirea carburatorului cu un sistem de injecție mai precis, care era injectorul. Primele opțiuni au inclus un număr mare de componente mecanice și, potrivit cercetărilor, un astfel de sistem a devenit din ce în ce mai rău pe măsură ce vehiculul a fost folosit. Acest lucru a fost destul de natural, deoarece unitățile importante și corpurile de lucru erau poluate și ieșite din uz.

Pentru ca sistemul de injecție să se poată corecta, a fost creată o unitate de control electronic (ECU). Împreună cu sonda lamba încorporată, care se află în fața convertorului catalitic, aceasta a dat performanțe bune. Este sigur să spunem că prețurile combustibilului sunt destul de mari astăzi, iar injectorul este bun doar pentru că vă permite să economisiți benzină sau motorină. În plus, există următoarele avantaje:

1. Creșterea performanței motorului. În special, creșterea puterii cu 5-10%.
2. Îmbunătățirea performanței dinamice a vehiculului. Injectorul este mai sensibil la schimbările de sarcini și reglează compoziția emulsiei în sine.
3. Un amestec optim combustibil-aer reduce cantitatea și toxicitatea gazelor de eșapament.
4. Sistemul de injecție este ușor de pornit indiferent de condițiile meteorologice, ceea ce reprezintă un avantaj semnificativ față de motoarele cu carburator.

Sistemul de injecție a combustibilului și dispozitivul acestuia

În primul rând, este demn de remarcat faptul că motoarele moderne cu injecție sunt echipate cu injectoare, al căror număr este egal cu numărul de cilindri. Injectoarele sunt conectate între ele printr-o rampă. Acolo, combustibilul este conținut sub presiune scăzută și este creat de un dispozitiv electric - o pompă de gaz. Cantitatea de combustibil injectat depinde direct de durata deschiderii injectorului, care este determinată de unitatea de control. Pentru aceasta, citirile sunt preluate de la diferiți senzori care sunt instalați pe tot vehiculul. Acum ne vom uita la principalele:

1. Servește pentru a determina dacă buteliile sunt umplute cu aer. În cazul unei defecțiuni, citirile sunt ignorate, iar datele tabulare sunt luate ca indicatori principali.
2. Senzorul de poziție reflectă sarcina pe motor, care se datorează poziției clapetei de accelerație, umplerii ciclice a aerului și turației motorului.
3. Senzor de temperatură a agentului frigorific. Cu ajutorul acestui controler, se realizează controlul ventilatorului electric și corectarea alimentării cu combustibil și a aprinderii. În cazul unei defecțiuni, nu este necesară o diagnosticare instantanee a sistemului de alimentare. Temperatura este luată în funcție de durata motorului cu ardere internă.
4. Senzorul de poziție al arborelui cotit (arborele cotit) este necesar pentru a sincroniza sistemul în ansamblu. Controlerul calculează nu numai turația motorului, ci și poziția sa într-un anumit moment. Deoarece este un senzor polar, dacă nu funcționează, nu este posibilă funcționarea în continuare a vehiculului.
5. Un senzor de oxigen este necesar pentru a determina procentul de oxigen din gazele emise în atmosferă. Informațiile de la acest controler sunt transmise la ECU, care, în funcție de citiri, corectează emulsia.

Merită să fim atenți la faptul că nu toate vehiculele cu injector sunt echipate cu un senzor de oxigen. Au doar acele mașini care sunt echipate cu un convertor catalitic cu standarde de toxicitate „Euro-2” și „Euro-3”.

Tipuri de sistem de injecție: injecție cu un singur punct

Toate sistemele sunt utilizate în prezent în mod activ. Acestea sunt clasificate în funcție de numărul de duze și de locul în care este furnizat combustibilul. Există trei sisteme de injecție în total:

• punct unic (injecție mono);
• multipunct (distribuție);
• direct.

În primul rând, să analizăm sistemele de injecție cu un singur punct. Au fost create imediat după cele cu carburator și au fost considerate mai perfecte, dar acum își pierd popularitatea treptat din multe motive. Există mai multe avantaje incontestabile ale acestor sisteme. Principalele sunt economii semnificative de combustibil. Având în vedere că prețurile combustibililor sunt destul de mari astăzi, un astfel de injector este relevant. Interesant este că acest sistem conține ceva mai puțină electronică, prin urmare este mai fiabil și mai stabil. Când informațiile de la senzori sunt transmise către elementul de comandă, parametrii injecției se modifică imediat. Este foarte interesant faptul că aproape oricine poate fi convertit pentru injecție cu un singur punct fără modificări structurale semnificative. Principalul dezavantaj al acestor sisteme este răspunsul scăzut al clapetei de accelerație a motorului cu ardere internă, precum și depunerea unei cantități semnificative de combustibil pe pereții colectorului, deși această problemă era inerentă modelelor de carburatoare.

Deoarece există un singur injector în acest caz, acesta este situat pe colectorul de admisie în locul carburatorului. Deoarece duza se afla într-un loc bun și se afla constant sub fluxul de aer rece, fiabilitatea sa era la cel mai înalt nivel, iar designul era extrem de simplu. Spălarea sistemului de combustibil cu injecție într-un singur punct nu a durat mult, deoarece a fost suficient să suflați un singur injector, dar cerințele de mediu crescute au dus la faptul că au început să fie dezvoltate alte sisteme mai moderne.

Sisteme de injecție multipunct

Injecția multiplă este considerată a fi mai modernă, complexă și mai puțin fiabilă. În acest caz, fiecare cilindru este echipat cu un injector izolat, care este situat în galeria de admisie în imediata apropiere a supapei de admisie. Prin urmare, furnizarea emulsiei se efectuează separat. După cum sa menționat mai sus, cu o astfel de injecție, puterea motorului cu ardere internă poate fi crescută la 5-10%, ceea ce va fi vizibil atunci când conduceți pe șosea. Un alt punct interesant: acest sistem de injecție a combustibilului este bun deoarece duza este amplasată foarte aproape de supapa de admisie. Acest lucru minimizează depunerea combustibilului pe pereții colectorului, ceea ce duce la economii semnificative de combustibil.

Există mai multe tipuri de injecție multipunct:

1. Simultan - toate injectoarele sunt deschise în același timp.
2. Paralel-pair - deschiderea duzelor în perechi. Un injector se deschide la cursa de admisie, iar al doilea înainte de cursa de evacuare. În prezent, un astfel de sistem este utilizat numai în momentul pornirii de urgență a motorului cu ardere internă în cazul unei defecțiuni în poziția arborelui cotit).
3. Fazat - fiecare injector este controlat separat și se deschide înainte de cursa de admisie.

În acest caz, sistemul este destul de complex și se bazează în totalitate pe acuratețea electronicii. De exemplu, spălarea sistemului de alimentare cu combustibil va consuma mult mai mult timp, deoarece fiecare injector trebuie spălat. Acum să mergem mai departe și să luăm în considerare un alt tip popular de injecție.

Injecție directă

Vehiculele cu injecție cu astfel de sisteme pot fi considerate cele mai ecologice. Scopul principal al introducerii acestei metode de injecție este îmbunătățirea calității amestecului de combustibil și creșterea ușoară a eficienței motorului vehiculului. Principalele avantaje ale acestei soluții sunt următoarele:

• pulverizarea temeinică a emulsiei;
• formarea amestecului de înaltă calitate;
• utilizarea efectivă a emulsiei în diferite etape ale funcționării ICE.

Pe baza acestor avantaje, putem spune că astfel de sisteme economisesc combustibil. Acest lucru se observă în special atunci când conduceți în liniște în mediul urban. Dacă comparăm două mașini cu aceeași dimensiune a motorului, dar sisteme de injecție diferite, de exemplu, directă și cu mai multe puncte, atunci sistemul direct va avea caracteristici dinamice semnificativ mai bune. Gazele de eșapament sunt mai puțin toxice, iar capacitatea de litri luată va fi puțin mai mare datorită răcirii aerului și a faptului că presiunea din sistemul de alimentare cu combustibil este ușor crescută.

Dar merită să fim atenți la sensibilitatea sistemelor de injecție directă la calitatea combustibilului. Dacă luăm în considerare standardele din Rusia și Ucraina, atunci conținutul de sulf nu trebuie să depășească 500 mg pe 1 litru de combustibil. În același timp, standardele europene implică conținutul acestui element 150, 50 și chiar 10 mg pe litru de benzină sau motorină.

Dacă luăm în considerare pe scurt acest sistem, arată așa: injectoarele sunt amplasate. Pe baza acestui lucru, injecția se efectuează direct în cilindri. Trebuie remarcat faptul că acest sistem de injecție este potrivit pentru multe motoare pe benzină. După cum sa menționat mai sus, în sistemul de alimentare cu combustibil se utilizează o presiune ridicată, sub care emulsia este alimentată direct în camera de ardere, ocolind colectorul de admisie.

Sistem de injecție a combustibilului: condus pe un amestec slab

Puțin mai sus, am examinat injecția directă, care a fost folosită pentru prima dată pe mașinile Mitsubishi, care aveau abrevierea GDI. Să aruncăm o privire rapidă asupra unuia dintre principalele moduri - operația de slăbire. Esența sa constă în faptul că vehiculul în acest caz funcționează la sarcini ușoare și viteze moderate de până la 120 de kilometri pe oră. Combustibilul este injectat de torță în etapa finală de compresie. Reflectând de la piston, combustibilul se amestecă cu aerul și intră în zona bujiei. Se pare că în cameră amestecul este semnificativ epuizat, totuși, încărcarea sa în zona bujiei poate fi considerată optimă. Acest lucru este suficient pentru a-l aprinde, după care se aprinde restul emulsiei. De fapt, un astfel de sistem de injecție asigură funcționarea normală a motorului cu ardere internă chiar și la un raport aer / combustibil de 40: 1.

Aceasta este o abordare foarte eficientă și vă poate economisi combustibil semnificativ. Dar este demn de remarcat faptul că a apărut problema neutralizării gazelor de eșapament. Faptul este că catalizatorul este ineficient, deoarece se formează oxid de azot. În acest caz, se folosește recircularea gazelor de eșapament. Un sistem special ERG permite diluarea emulsiei cu gaze de eșapament. Acest lucru scade oarecum temperatura de ardere și neutralizează formarea de oxizi. Cu toate acestea, această abordare nu va permite o creștere a sarcinii motorului. Un catalizator de stocare este utilizat pentru a rezolva parțial problema. Acesta din urmă este extrem de sensibil la combustibilii cu un conținut ridicat de sulf. Din acest motiv, este necesară o verificare periodică a sistemului de alimentare cu combustibil.

Amestec omogen și funcționare în 2 etape

Modul de alimentare (amestec omogen) este ideal pentru conducerea agresivă în zonele urbane, depășirea, precum și conducerea pe autostrăzi și autostrăzi. În acest caz, se utilizează o torță conică, este mai puțin economică decât versiunea anterioară. Injecția se efectuează pe cursa de admisie, iar emulsia formată are de obicei un raport de 14,7: 1, adică apropiat de stoichiometric. De fapt, acest sistem automat de alimentare cu combustibil este exact același cu cel de distribuție.

Modul în două trepte implică injecția de combustibil în timpul cursei de compresie, precum și la pornire. Sarcina principală este creșterea bruscă a motorului. Un exemplu izbitor al funcționării eficiente a unui astfel de sistem este mișcarea la turații mici și o apăsare puternică pe accelerație. În acest caz, probabilitatea detonării crește semnificativ. Din acest motiv simplu, în loc de o etapă, injecția are loc în două.

În prima etapă, o cantitate mică de combustibil este injectată în timpul cursei de admisie. Acest lucru face posibilă scăderea oarecum a temperaturii aerului din cilindru. Putem spune că cilindrul va conține un amestec ultra-slab într-un raport de 60: 1, prin urmare, detonarea este imposibilă ca atare. În etapa finală a cursei de comprimare, este injectat un jet de combustibil, care aduce emulsia la bogat într-un raport de aproximativ 12: 1. Astăzi putem spune că un astfel de sistem de alimentare cu combustibil a motorului a fost introdus doar pentru vehiculele de pe piața europeană. Acest lucru se datorează faptului că turațiile mari nu sunt inerente în Japonia, prin urmare, nu există sarcini mari ale motorului. În Europa, există un număr mare de autostrăzi și autostrăzi, astfel încât șoferii sunt obișnuiți să conducă rapid, ceea ce reprezintă o sarcină mare pe motorul cu ardere internă.

Altceva interesant

Merită să fim atenți la faptul că, spre deosebire de sistemele de carburator, sistemele de injecție necesită verificarea regulată a sistemului de alimentare cu combustibil. Acest lucru se datorează faptului că o cantitate mare de electronice complexe poate eșua. Ca urmare, acest lucru va duce la consecințe nedorite. De exemplu, excesul de aer din sistemul de alimentare va duce la o încălcare a compoziției emulsiei și la un raport incorect al amestecului. În viitor, acest lucru afectează motorul, apare o funcționare instabilă, regulatoarele eșuează etc. De fapt, injectorul este un sistem complex care determină când trebuie aplicată o scânteie pe cilindri, cum să livreze un amestec de înaltă calitate în blocul de cilindri sau în galeria de admisie, când să se deschidă injectoarele și ce raport de aer / benzină ar trebui să fie în emulsie. Toți acești factori afectează funcționarea sincronizată a sistemului de alimentare cu combustibil. Interesant, fără majoritatea controlerelor, mașina poate funcționa corect fără abateri semnificative, deoarece există înregistrări de alarme și tabele care vor fi utilizate.

Eficiența motorului cu ardere internă în cazul nostru este determinată de cât de corecte vor fi datele primite de la controlori. Cu cât sunt mai exacte, cu atât sunt mai puțin posibile diverse defecțiuni ale sistemului de alimentare cu combustibil. Viteza de răspuns a sistemului în ansamblu joacă, de asemenea, un rol important. Spre deosebire de carburatoare, reglarea manuală nu este necesară aici, ceea ce elimină erorile în timpul lucrărilor de calibrare. În consecință, vom obține o combustie mai completă a amestecului și un sistem ecologic mai bun.

Concluzie

În concluzie, merită să povestim puțin despre neajunsurile inerente sistemelor de injecție. Principalul dezavantaj este costul ridicat al motorului cu ardere internă. În general, costul unor astfel de unități va fi cu aproximativ 15% mai mare, ceea ce este semnificativ. Dar există și alte dezavantaje. De exemplu, o supapă defectuoasă a sistemului de alimentare în majoritatea cazurilor nu poate fi reparată, ceea ce se datorează unei scurgeri, deci trebuie doar să o schimbați. Acest lucru se aplică și mentenabilității echipamentelor în ansamblu. Unele componente și piese sunt mult mai ușor de cumpărat noi decât de a cheltui bani pentru repararea lor. Această calitate nu este inerentă vehiculelor cu carburator, unde puteți sorta toate unitățile importante și le puteți restabili performanța fără mult timp și efort. Fără îndoială, sistemul electronic de alimentare cu combustibil este reparat cu mult efort și bani. Electronica complexă poate fi cu greu restaurată la prima stație de service care se întâlnește.

Ei bine, am vorbit cu voi despre ce sunt sistemele de injecție. După cum puteți vedea, acesta este un subiect de conversație foarte interesant. Puteți totuși vorbi multe despre la ce sunt bune injectorele și despre capacitatea de a regla instantaneu performanța motorului. Dar am menționat deja principalele puncte. Nu uitați să verificați periodic eventualele defecte. De exemplu, datorită calității scăzute a combustibilului, care este de fapt inerentă țării noastre, injectoarele sunt adesea înfundate. Din acest motiv, motorul începe să funcționeze intermitent, puterea scade, amestecul devine prea slab sau invers. Toate acestea au un efect foarte rău asupra mașinii în ansamblu, deci este necesară o monitorizare constantă și regulată. În plus, încercați să realimentați numai cu benzina recomandată de producătorul vehiculului.