Sistem de injecție directă pentru motoarele pe benzină: cum funcționează. Sisteme de injecție benzină Injecție incorectă de combustibil

În cazul unui sistem de injecție de combustibil, motorul dumneavoastră încă e de natură, dar în loc să se bazeze doar pe cantitatea de combustibil absorbită, sistemul de injecție de combustibil trage exact cantitatea potrivită de combustibil în camera de ardere. Sistemele de injecție de combustibil au trecut deja prin mai multe etape de evoluție, li s-au adăugat electronice - acesta a fost poate 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 este cel care furnizează exact cantitatea potrivită de combustibil camerei de ardere a motorului.

Să aruncăm o privire la modul în care funcționează sistemul de injecție de combustibil și injectorul în special.

Așa arată sistemul de injecție de combustibil

Dacă inima unei mașini este motorul acesteia, atunci creierul său este unitatea de control al motorului (ECU). Optimizează performanța motorului folosind senzori pentru a decide cum să controleze unele dintre unitățile motorului. În primul rând, computerul este responsabil pentru 4 sarcini principale:

1. gestionează amestecul de combustibil,
2. controlează viteza de mers în gol,
3. este responsabil pentru sincronizarea aprinderii,
4. controlează sincronizarea supapelor.

Înainte de a vorbi despre modul în care ECU își îndeplinește sarcinile, să vorbim despre cel mai important lucru - să urmărim calea benzinei de la rezervorul de benzină la motor - aceasta este munca sistemului de injecție a combustibilului. Inițial, după ce o picătură de benzină părăsește pereții rezervorului de benzină, 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 combustibil alimentată 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 ordinul 2-3,5 atmosfere (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Duzele injectoarelor de combustibil sunt conectate la motor, dar supapele lor rămân închise până când ECU permite trimiterea combustibilului către cilindri.

Dar ce se întâmplă când motorul are nevoie de combustibil? Aici intervine 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 la duza sa. Deoarece presiunea din injector este foarte mare (așa cum se arată mai sus), supapa deschisă direcționează combustibilul cu o viteză mare în duza injectorului. Durata cu care supapa injectorului este deschisă afectează cât de mult combustibil este furnizat cilindrului, iar această durată, în consecință, depinde de lățimea impulsului (adică, cât timp ECU trimite 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 injecție directă... Dar combustibilul atomizat poate să nu fie furnizat direct la cilindri, ci mai întâi către galeriile de admisie.

Cum funcționează injectorul

Dar cum determină ECU cât de mult combustibil ar trebui să fie furnizat motorului la un moment dat? Când șoferul apasă pedala de accelerație, el deschide de fapt clapeta de accelerație în funcție de cantitatea de presiune pe pedală, prin care aerul este furnizat motorului. Astfel, putem numi cu încredere pedala de accelerație „regulator de aer” la motor. Deci, computerul mașinii este ghidat, printre altele, de deschiderea supapei de accelerație, dar nu se limitează la acest indicator - citește informații de la mulți senzori și haideți să aflăm despre toți!

Senzor de debit masic de aer

În primul rând, senzorul de flux de aer în masă (MAF) detectează cât de mult aer intră în corpul clapetei și trimite aceste informații la ECU. ECU folosește aceste informații pentru a decide cât de mult combustibil să injecteze în cilindri pentru a menține amestecul în proporții perfecte.

Senzor de poziție a clapetei de accelerație

Computerul foloseste in mod constant acest senzor pentru a verifica pozitia clapetei de acceleratie si astfel sa stie cat aer trece prin admisia de aer pentru a regla impulsul trimis catre injectoare, asigurandu-se ca in sistem patrunde cantitatea corecta de combustibil.

Senzor de oxigen

În plus, ECU folosește un senzor de O2 pentru a afla cât de mult oxigen este în evacuarea vehiculului. Conținutul de oxigen din evacuare oferă o indicație despre cât de bine arde combustibilul. Folosind datele asociate de la doi senzori: oxigen și debit de aer în masă, ECU monitorizează, de asemenea, saturația amestecului combustibil-aer furnizat camerei de ardere a cilindrilor motorului.

Senzor de poziție arbore cotit

Acesta este probabil senzorul principal al sistemului de injecție a combustibilului - de la el ECU învață despre numărul de rotații ale motorului la un moment dat și ajustează cantitatea de combustibil furnizată în funcție de numărul de rotații și, bineînțeles, de poziția a pedalei de accelerație.

Aceștia sunt trei senzori principali care afectează 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 necesară creșterea vitezei pentru a o încărca.
• Senzor de temperatură lichid de răcire - ECU crește dacă motorul este rece și invers dacă motorul este încălzit.

Pe vehiculele moderne sunt utilizate diverse sisteme de injecție de combustibil. Sistemul de injecție (o altă denumire - sistem de injecție, de la injecție - injecție), după cum sugerează și numele, asigură injecția de combustibil.

Sistemul de injecție este utilizat atât pe motoarele pe benzină, cât și pe motoarele diesel. Cu toate acestea, proiectarea și funcționarea sistemelor de injecție pentru motoarele pe benzină și diesel diferă semnificativ.

La motoarele pe benzină, injecția formează un amestec omogen combustibil-aer, care este aprins forțat de o scânteie. La motoarele diesel, combustibilul este injectat la presiune ridicată, o parte din combustibil este amestecată cu aer comprimat (fierbinte) și se aprinde aproape instantaneu. Presiunea de injecție determină cantitatea de combustibil injectată și, în consecință, puterea motorului. Prin urmare, cu cât presiunea este mai mare, cu atât puterea motorului este mai mare.

Sistemul de injecție de combustibil este o parte integrantă a sistemului de combustibil al vehiculului. Principalul element de lucru al oricărui sistem de injecție este injectorul ( injector).

Sisteme de injectie benzina

În funcție de metoda de formare a amestecului combustibil-aer, se face distincția între următoarele sisteme de injecție centrală, injecție multipunct și injecție directă. Sistemele de injecție centrală și multipunct sunt sisteme de preinjecție, adică. injecția în ele se efectuează înainte de a ajunge în camera de ardere - în galeria de admisie.

Sisteme de injecție diesel

Injecția de combustibil în motoarele diesel se poate face în două moduri: în camera preliminară sau direct în camera de ardere.

Motoarele cu injecție în pre-camera se disting prin nivelul scăzut de zgomot și funcționarea lină. Dar în zilele noastre sunt preferate sistemele de injecție directă. În ciuda nivelului crescut de zgomot, astfel de sisteme sunt foarte eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil.

Elementul structural definitoriu al sistemului de injecție al unui motor diesel este pompa de combustibil de înaltă presiune (pompa de injecție).

Pe autoturismele cu motor diesel sunt instalate diferite modele de sisteme de injecție: cu pompă de injecție în linie, cu pompă de injecție de distribuție, duze de pompă, Common Rail. Sisteme de injecție progresivă - injectoare unitare și sistemul Common Rail.

Primele sisteme de injecție au fost mecanice (Fig. 2.61), nu electronice, iar unele (cum ar fi sistemul foarte eficient BOSCH) erau extrem de inteligente și funcționau bine. Pentru prima dată, sistemul de injecție mecanică de combustibil a fost dezvoltat la Daimler Benz, iar prima mașină de producție cu injecție de benzină a fost produsă încă din 1954. Principalele avantaje ale sistemului de injecție față de sistemele cu carburator sunt următoarele:

Absența rezistenței suplimentare la fluxul de aer la admisie, care are loc în carburator, ceea ce asigură o creștere a umplerii cilindrilor și a puterii în litri a motorului;

Distribuție mai precisă a combustibilului către cilindri individuali;

Un grad semnificativ mai mare de optimizare a compoziției amestecului combustibil la toate modurile de funcționare ale motorului, ținând cont de starea acestuia, ceea ce duce la o îmbunătățire a eficienței combustibilului și la o scădere a toxicității gazelor de eșapament.

Deși în cele din urmă s-a dovedit că este mai bine să folosiți electronica în acest scop, ceea ce face posibil ca sistemul să fie mai compact, mai fiabil și mai adaptabil la cerințele diferitelor motoare. Unele dintre cele mai vechi sisteme electronice de injecție au fost un carburator din care toate sistemele de combustibil „pasive” au fost îndepărtate și instalate unul sau două injectoare. Astfel de sisteme se numesc „injecție centrală (punct unic)” (Fig. 2.62 și 2.64).

Orez. 2,62. Unitate de injecție centrală (un singur punct).

Orez. 2,64. Schema sistemului central de injecție: 1 - alimentare cu combustibil;

Orez. 2,63. Unitate de control electronic 2 - admisie aer; 3 - supapa de accelerație de către un motor cu patru cilindri; 4 - conducta de admisie; Valvetronic BMW 5 - injector; 6 - motor

În prezent, cele mai răspândite sunt sistemele de injecție electronică distribuită (multipunct). Este necesar să ne oprim asupra studiului acestor sisteme de putere mai detaliat.

SISTEM DE ALIMENTARE CU INJECȚIE ELECTRONICĂ DISTRIBUITĂ PE BENZINA (TIP MOTRONIC)

În sistemul central de injecție, amestecul este alimentat și distribuit pe cilindrii din interiorul galeriei de admisie (Fig. 2.64).

Cel mai modern sistem de injecție distribuită de combustibil se distinge prin faptul că în tractul de admisie al fiecărui cilindru este instalată o duză separată, care la un moment dat injectează o porțiune măsurată de benzină în supapa de admisie a cilindrului corespunzător. Benzina primită

în cilindru, se evaporă și se amestecă cu aerul, formând un amestec combustibil. Motoarele cu astfel de sisteme de combustibil au o eficiență mai bună a combustibilului și niveluri mai scăzute de poluanți în gazele de eșapament în comparație cu motoarele cu carburator.

Funcționarea injectoarelor este controlată de o unitate electronică de control (ECU) (Fig. 2.63), care este un computer special care primește și procesează semnale electrice de la sistemul de senzori, compară citirile acestora cu valorile,

stocate în memoria computerului și furnizează semnale electrice de control către supapele solenoide ale injectoarelor și altor dispozitive de acționare. În plus, ECU efectuează în mod constant diagnostice

Orez. 2,65. Schema sistemului de injecție distribuită Motronic: 1 - alimentare cu combustibil; 2 - admisie aer; 3 - supapă de accelerație; 4 - conducta de admisie; 5 - duze; 6 - motor

Sistemul de injecție de combustibil și, în cazul unei defecțiuni, avertizează șoferul folosind o lampă de avertizare instalată în tabloul de bord. Defecțiunile grave sunt stocate în memoria unității de control și pot fi citite în timpul diagnosticării.

Sistemul de injecție de combustibil are următoarele componente:

Sistem de alimentare și purificare cu combustibil;

Sistem de alimentare și purificare a aerului;

Sistem de recuperare și ardere a vaporilor de benzină;

Piesa electronica cu un set de senzori;

Sistem de evacuare a gazelor de eșapament și post-ardere.

Sistem de alimentare cu combustibil constă dintr-un rezervor de combustibil, o pompă electrică de benzină, un filtru de combustibil, conducte și o șină de combustibil, pe care sunt instalate injectoare și un regulator de presiune a combustibilului.

Orez. 2,66. Pompa electrica submersibila de combustibil; a - admisie de combustibil cu o pompă; b - vedere exterioară a pompei și a secțiunii de pompare a unei pompe de combustibil de tip rotativ cu acționare electrică; в - unelte; g - rola; d - lamelar; e - schema secțiunii pompei de tip rotativ: 1 - corp; 2 - zona de aspiratie; 3 - rotor; 4 - zona de injectare; 5 - sensul de rotație

Orez. 2,67. Combustibil pentru un motor cu cinci cilindri cu injectoare montate, un regulator de presiune și o conexiune de control al presiunii

Pompă electrică de combustibil(de obicei role) poate fi instalat atât în ​​interiorul rezervorului de gaz (Fig. 2.66), cât și în exterior. Pompa de combustibil este pornită de un releu electromagnetic. Benzina este aspirata de pompa din rezervor si in acelasi timp spala si raceste motorul electric al pompei. Există o supapă de reținere la ieșirea pompei care împiedică scurgerea combustibilului din conducta de presiune atunci când pompa de combustibil este oprită. O supapă de siguranță servește la limitarea presiunii.

Combustibilul provenit de la pompa de combustibil, la o presiune de cel putin 280 kPa, trece printr-un filtru fin de combustibil si patrunde in conducta de combustibil. Filtrul are un corp metalic umplut cu un element de filtru din hârtie.

Rampă(fig. 2.67) este o structură goală la care sunt atașate duzele și regulatorul de presiune. Rampa este fixată pe galeria de admisie a motorului. Pe șină este de asemenea instalat un fiting, care servește la controlul presiunii combustibilului. Conexiunea este închisă cu un șurub pentru a o proteja de contaminare.

Duză(Fig. 2.68) are un corp metalic, în interiorul căruia se află o supapă electromagnetică, care constă dintr-o înfășurare electrică, un miez de oțel, un arc și un ac de închidere. În partea de sus a duzei, există un filtru de plasă mic care protejează atomizatorul duzei (care are găuri foarte mici) de contaminare. Inelele de cauciuc asigură etanșarea necesară între șină, duză și locașul galeriei de admisie. Fixarea duzei

pe rampă folosind o clemă specială. Există contacte electrice pe corpul duzei pentru conectare

Orez. 2,68. Duze solenoide ale motorului pe benzină: stânga - GM, dreapta - Bosch

Orez. 2,69. Controlul presiunii combustibilului: 1 - caz; 2 - capac; 3 - o conductă de ramură pentru un furtun de vid; 4 - membrana; 5 - supapă; A - cavitatea combustibilului; B - cavitate de vid

Orez. 2,70. Conductă de admisie din plastic cu rezervor de aer și corp de accelerație

conectarea conectorului electric. Reglarea cantității de combustibil injectat de injector se realizează prin modificarea lungimii impulsului electric aplicat la contactele injectorului.

Regulator de presiune combustibilul (Fig. 2.69) servește la modificarea presiunii din șină, în funcție de vidul din galeria de admisie. Corpul de oțel al regulatorului găzduiește o supapă cu ac cu arc, conectată la o diafragmă. Pe de o parte, diafragma este influențată de presiunea combustibilului din șină și, pe de altă parte, de vidul din galeria de admisie. Când vidul crește, în timp ce supapa de accelerație este închisă, supapa se deschide, surplusul de combustibil este evacuat prin conducta de scurgere înapoi în rezervor, iar presiunea din șină scade.

Recent au apărut sisteme de injecție în care nu există regulator de presiune a combustibilului. De exemplu, nu există un regulator de presiune pe rampa motorului V8 a unui nou Range Rover, iar amestecul de combustibil este asigurat doar de funcționarea injectoarelor, care primesc semnale de la unitatea electronică.

Sistem de alimentare si purificare a aerului constă dintr-un filtru de aer cu un element de filtrare înlocuibil, o conductă de accelerație cu amortizor și un regulator de ralanti, un receptor și o țeavă de evacuare (Fig. 2.70).

Receptor trebuie sa aiba un volum suficient de mare pentru a netezi pulsatiile aerului care intra in cilindrii motorului.

Conducta de acceleratie fixat pe receptor și servește la modificarea cantității de aer care intră în cilindrii motorului. Schimbarea cantității de aer se realizează cu ajutorul supapei de accelerație, care este rotită în corp prin intermediul unui cablu de acționare de la pedala de accelerație. Pe corpul clapetei sunt instalate un senzor de poziție a clapetei de accelerație și un regulator de turație în gol. Duza de accelerație are deschideri pentru preluarea vidului, care este utilizată de sistemul de recuperare a vaporilor de benzină.

Recent, proiectanții de sisteme de injecție au început să utilizeze o comandă electrică, atunci când nu există nicio legătură mecanică între pedala de accelerație și supapa de accelerație (Fig. 2.71). În astfel de modele, pe pedala de accelerație sunt instalați senzori ai poziției sale, iar supapa de accelerație este rotită de un motor pas cu pas cu un reductor. Motorul electric rotește amortizorul în funcție de semnalele de la computerul care controlează funcționarea motorului. În astfel de modele, se asigură nu numai executarea precisă a comenzilor șoferului, ci și posibilă influențarea funcționării motorului, corectând erorile șoferului, prin acțiunea sistemelor electronice de control al stabilității vehiculului și a altor sisteme electronice moderne de siguranță. sisteme.

Orez. 2,71. Supapa de acceleratie cu electrica Orez. 2,72. Senzorii inductivi de tip stâlp asigură controlul arborelui cotit și al distribuitorului motorului peste căderi

Apele

Senzor de poziție a clapetei de accelerație este un potențiometru, al cărui cursor este conectat la arborele de accelerație. Când rotiți clapeta de accelerație, rezistența electrică a senzorului și tensiunea de alimentare a acestuia se modifică, care este semnalul de ieșire pentru ECU. Sistemele electrice de control al accelerației folosesc cel puțin doi senzori pentru a permite computerului să determine direcția de mișcare a accelerației.

Regulator de ralanti servește la reglarea vitezei de ralanti a arborelui cotit al motorului prin modificarea cantității de aer care trece în jurul supapei de accelerație închise. Regulatorul constă dintr-un motor pas cu pas controlat de un ECU și o supapă conică. În sistemele moderne cu calculatoare mai puternice de control al motorului, regulatoarele de ralanti sunt eliminate. Calculatorul, analizând semnalele de la numeroși senzori, controlează durata impulsurilor de curent electric care vin la injectoare și funcționarea motorului în toate modurile, inclusiv la ralanti.

Instalat între filtrul de aer și galeria de admisie senzor de consum în masă de combustibil. Senzorul modifică frecvența semnalului electric furnizat ECU, în funcție de cantitatea de aer care trece prin conductă. De la acest senzor, un semnal electric corespunzător temperaturii aerului de intrare este furnizat la ECU. Cele mai vechi sisteme electronice de injecție foloseau senzori pentru a estima volumul de aer intrat. În conducta de admisie a fost instalat un amortizor, care a deviat cu cantități diferite în funcție de presiunea aerului de intrare. La amortizor a fost conectat un potențiometru, care a schimbat rezistența în funcție de cantitatea de rotație a amortizorului. Senzorii moderni de debit de aer în masă funcționează folosind principiul modificării rezistenței electrice a unui fir încălzit sau a unui film conductor atunci când este răcit de fluxul de aer care intră. Calculatorul de control, care primește și semnale de la senzorul de temperatură a aerului de admisie, poate determina masa aerului care intră în motor.

Pentru a controla corect funcționarea sistemului de injecție distribuită, unitatea electronică necesită semnale de la alți senzori. Acestea din urmă includ: senzor de temperatură a lichidului de răcire, senzor de poziția arborelui cotit și de viteză, senzor de viteză al vehiculului, senzor de detonare, senzor de concentrație de oxigen (instalat în conducta frontală a sistemului de evacuare în versiunea sistemului de injecție cu feedback).

Semiconductorii, care modifică rezistența electrică atunci când temperatura se schimbă, sunt utilizați în principal ca senzori de temperatură. Senzorii de poziție și viteza arborelui cotit sunt de obicei de tip inductiv (Fig. 2.72). Ei emit impulsuri de curent electric atunci când volantul cu semne pe el se rotește.

Orez. 2.73. Schema adsorbantului: 1 - admisie aer; 2 - supapă de accelerație; 3 - galeria de admisie a motorului; 4 - supapă pentru purjarea vasului cu cărbune activ; 5 - semnal de la ECU; 6 - un vas cu cărbune activ; 7 - aer ambiental; 8 - vapori de combustibil în rezervorul de combustibil

Sistemul de alimentare cu injecție distribuită poate fi secvenţial sau paralel. Într-un sistem de injecție paralelă, în funcție de numărul de cilindri ai motorului, mai multe injectoare sunt declanșate în același timp. Într-un sistem de injecție secvențială, un singur injector specific este declanșat la momentul potrivit. În al doilea caz, ECU trebuie să primească informații despre momentul în care fiecare piston este aproape de PMS în cursa de admisie. Acest lucru necesită nu numai un senzor de poziție a arborelui cotit, ci și senzor de poziție a arborelui cu came. Mașinile moderne sunt de obicei echipate cu motoare cu injecție secvențială.

Pentru captarea vaporilor de benzină, care se evaporă din rezervorul de combustibil, toate sistemele de injecție folosesc adsorbanți speciali cu cărbune activ (Fig. 2.73). Cărbunele activ, situat într-un container special conectat printr-o conductă la rezervorul de combustibil, absoarbe bine vaporii de benzină. Pentru a îndepărta benzina din adsorbant, acesta din urmă este suflat cu aer și conectat la galeria de admisie a motorului.

pentru ca funcționarea motorului să nu fie perturbată în acest caz, purjarea se efectuează numai la anumite moduri de funcționare ale motorului, folosind supape speciale care se deschid și se închid la comanda ECU.

Utilizarea sistemelor de injecție cu feedback senzori de concentrație de oxigen daîn gazele de evacuare care sunt instalate în sistemul de evacuare cu un convertor catalitic.

Convertor catalitic(Fig. 2.74;

Orez. 2,74. Convertor catalitic cu trei straturi pentru gazele de evacuare: 1 - senzor de concentrație de oxigen pentru o buclă de control închisă; 2 - bloc-purtător monolitic; 3 - element de montare sub formă de plasă de sârmă; 4 - izolație termică dublă a neutralizatorului

2.75) este instalat în sistemul de evacuare pentru a reduce conținutul de substanțe nocive din gazele de evacuare. Neutralizatorul conține un catalizator de reducere (rodiu) și doi de oxidare (platină și paladiu). Catalizatorii oxidanți promovează oxidarea hidrocarburilor nearse (CH) la vapori de apă,

Orez. 2,75. Aspectul convertorului

și monoxid de carbon (CO) în dioxid de carbon. Un catalizator reducător reduce oxizii de azot nocivi NOx la azot inofensiv. Deoarece aceste convertoare catalitice reduc conținutul de trei substanțe nocive din gazele de eșapament, se numesc catalizatori cu trei componente.

Funcționarea unui motor de mașină cu benzină cu plumb duce la defecțiunea unui convertor catalitic scump. Prin urmare, în majoritatea țărilor, utilizarea benzinei cu plumb este interzisă.

Un convertor catalitic cu trei căi funcționează cel mai eficient atunci când un amestec stoechiometric este furnizat motorului, adică cu un raport aer-combustibil de 14,7: 1 sau un raport de aer în exces de unu. Dacă există prea puțin aer în amestec (adică puțin oxigen), atunci CH și CO nu se vor oxida complet (arde) la un produs secundar sigur. Dacă există prea mult aer, descompunerea N0X în oxigen și azot nu poate fi asigurată. Prin urmare, a apărut o nouă generație de motoare, în care compoziția amestecului a fost ajustată constant pentru a obține o corespondență exactă cu raportul de exces de aer cc = 1 folosind un senzor de concentrație de oxigen (sondă lambda) (Fig. 2.77), încorporat în sistemul de evacuare. .

Orez. 2,76. Dependența eficienței neutralizatorului de raportul de aer în exces

Orez. 2,77. Dispozitiv senzor de concentrație de oxigen: 1 - inel de etanșare; 2 - corp metalic cu filet si hexagon "la cheie"; 3 - izolator ceramic; 4 - fire; 5 - manșetă de etanșare a firelor; 6 - contactul cablului de curent al firului de alimentare a încălzitorului; 7 - ecran de protecție exterior cu orificiu pentru aerul atmosferic; 8 - extractor de curent al semnalului electric; 9 - încălzitor electric; 10 - vârf ceramic; 11 - ecran de protecție cu orificiu pentru gazele de evacuare

Acest senzor detectează cantitatea de oxigen din gazele de eșapament, iar semnalul său electric este utilizat de ECU, care modifică în consecință cantitatea de combustibil injectată. Principiul de funcționare al senzorului este capacitatea de a trece ionii de oxigen prin sine. Dacă conținutul de oxigen de pe suprafețele active ale senzorului (dintre care una este în contact cu atmosfera, iar cealaltă cu gazele de evacuare) este semnificativ diferit, există o schimbare bruscă a tensiunii la bornele senzorului. Uneori sunt instalați doi senzori de concentrație de oxigen: unul - înaintea neutralizatorului și celălalt - după.

Pentru ca catalizatorul și senzorul de concentrație de oxigen să funcționeze eficient, acestea trebuie încălzite până la o anumită temperatură. Temperatura minimă la care sunt reținute 90% din substanțele nocive este de aproximativ 300 ° C. De asemenea, trebuie evitată supraîncălzirea convertorului catalitic, deoarece aceasta poate deteriora umplerea și poate bloca parțial trecerea gazului. Dacă motorul începe să funcționeze intermitent, combustibilul nears se arde în catalizator, crescându-i brusc temperatura. Uneori, câteva minute de funcționare intermitentă a motorului pot fi suficiente pentru a deteriora complet convertizorul catalitic. Acesta este motivul pentru care sistemele electronice din motoarele moderne trebuie să detecteze și să prevină rateurile de aprindere și să alerteze șoferul cu privire la gravitatea problemei. Uneori, încălzitoarele electrice sunt folosite pentru a accelera încălzirea convertorului catalitic după pornirea unui motor rece. Senzorii de concentrație de oxigen utilizați în prezent aproape toți au elemente de încălzire. La motoarele moderne, pentru a limita emisiile de substanțe nocive în atmosferă

py în timpul încălzirii motorului, convertizoarele precatalitice sunt instalate cât mai aproape de galeria de evacuare (Fig. 2.78) pentru a asigura încălzirea rapidă a convertizorului catalitic la temperatura de funcționare. Senzorii de oxigen sunt instalați înainte și după convertor.

Pentru a îmbunătăți performanța de mediu a motorului, este necesar nu numai îmbunătățirea convertoarelor de gaze de eșapament, ci și îmbunătățirea proceselor care au loc în motor. A devenit posibilă reducerea conținutului de hidrocarburi prin reducere

„Volumele fisurilor”, cum ar fi jocul dintre piston și peretele cilindrului deasupra inelului de compresie superior și cavitățile din jurul scaunelor supapei.

Un studiu amănunțit al fluxului de amestec combustibil din interiorul cilindrului, folosind tehnologia computerizată, a făcut posibilă asigurarea unei arderi mai complete și un nivel mai scăzut de CO. Nivelul de NOx a fost redus de sistemul EGR prin extragerea unei părți a gazului din sistemul de evacuare și alimentarea acestuia în fluxul de aer de admisie. Aceste măsuri și controlul rapid și precis al performanței tranzitorii motorului pot menține emisiile la minimum chiar înainte de catalizator. Pentru a accelera încălzirea convertorului catalitic și intrarea acestuia în modul de funcționare, se folosește și metoda de alimentare secundară cu aer la galeria de evacuare folosind o pompă electrică specială.

O altă metodă eficientă și răspândită de neutralizare a produselor dăunătoare din gazele de eșapament este arderea la flacără, care se bazează pe capacitatea componentelor combustibile ale gazelor de eșapament (CO, CH, aldehide) de a se oxida la temperaturi ridicate. Gazele de eșapament intră în camera post-ardere, care are un ejector, prin care intră aerul încălzit din schimbătorul de căldură. Arderea are loc în cameră,

Orez. 2,78. Galerie de evacuare a motorului iar aprinderea este folosită pentru aprindere

cu neutralizator preliminar lumânare.

INJECTIE DIRECTA DE BENZINA

Primele sisteme de injectare directă a benzinei în cilindrii motorului au apărut în prima jumătate a secolului XX. și au fost folosite la motoarele de avioane. Încercările de a utiliza injecția directă în motoarele pe benzină ale mașinilor au fost întrerupte în anii 40 ai secolului al XIX-lea, deoarece astfel de motoare erau scumpe, neeconomice și fumau intens la modurile de putere mare. Injectarea benzinei direct în cilindri este o provocare. Injectoarele cu injecție directă de benzină funcționează în condiții mai dificile decât cele instalate în galeria de admisie. Capul blocului în care urmează să fie instalate astfel de injectoare se dovedește a fi mai complicat și mai scump. Timpul alocat procesului de formare a amestecului cu injecție directă este redus semnificativ, ceea ce înseamnă că pentru o bună formare a amestecului este necesară alimentarea cu benzină la presiune ridicată.

Specialiștii Mitsubishi au reușit să facă față tuturor acestor dificultăți, care au aplicat pentru prima dată sistemul de injecție directă cu benzină pe motoarele de automobile. Prima mașină de serie Mitsubishi Galant cu motor 1.8 GDI (injecție directă pe benzină) a apărut în 1996 (Fig. 2.81). Acum motoarele cu injecție directă de benzină sunt produse de Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, DaimlerChrysler și alți producători (Fig. 2.79; 2.80; 2.84).

Avantajele sistemului de injecție directă sunt în principal în îmbunătățirea economiei de combustibil, precum și o anumită creștere a puterii. Primul se datorează capacității unui motor cu injecție directă de a funcționa

Orez. 2,79. Schema schematică a unui motor Volkswagen FSI cu injecție directă de benzină

Orez. 2,80. În 2000, PSA Peugeot-Citroen a introdus motorul său HPI de 2 litri cu patru cilindri cu injecție directă de benzină, care ar putea funcționa cu un amestec slab.

pe amestecuri foarte sărace. Creșterea puterii se datorează în principal faptului că organizarea procesului de alimentare cu combustibil a cilindrilor motorului face posibilă creșterea raportului de compresie la 12,5 (la motoarele convenționale care funcționează pe benzină, este rareori posibilă setarea raportului de compresie). peste 10 din cauza debutului detonaţiei).

În motorul GDI, pompa de combustibil asigură o presiune de 5 MPa. Un injector electromagnetic, instalat în chiulasa, injectează benzina direct în cilindrul motorului și poate funcționa în două moduri. În funcție de semnalul electric furnizat, poate injecta combustibil fie cu o lanternă conică puternică, fie cu un jet compact (Fig. 2.82). Partea inferioară a pistonului are o formă specială sub forma unei adâncituri sferice (Fig. 2.83). Această formă face posibilă rotirea aerului de intrare, direcționarea combustibilului injectat către bujia instalată în centrul camerei de ardere. Firul conductei de admisie nu este situat pe lateral, ci vertical

Orez. 2,81. Motor Mitsubishi GDI - primul motor de producție cu injecție directă de benzină

dar de sus. Nu are coturi ascuțite și, prin urmare, aerul este furnizat la o viteză mare.

Orez. 2,82. Duza motorului GDI poate funcționa în două moduri, oferind o lanternă puternică (a) sau compactă (b) de benzină pulverizată

În funcționarea unui motor cu sistem de injecție directă, se pot distinge trei moduri diferite:

1) modul de operare pe amestecuri super slabe;

2) modul de operare pe un amestec stoichiometric;

3) modul de accelerații bruște de la turații joase;

Primul mod este utilizat atunci când mașina se deplasează fără accelerații bruște la o viteză de aproximativ 100-120 km/h. Acest mod folosește un amestec de combustibil foarte slab, cu un raport de aer în exces mai mare de 2,7. În condiții normale, un astfel de amestec nu poate fi aprins de o scânteie, astfel încât injectorul injectează combustibil într-o pistoletă compactă la sfârșitul cursei de compresie (ca într-un motor diesel). O locașă sferică din piston direcționează fluxul de combustibil către electrozii bujiilor, unde concentrația mare de vapori de benzină permite amestecului să se aprindă.

Al doilea mod se foloseste la conducerea unei masini cu viteza mare si la acceleratii bruste, cand este necesara obtinerea unei puteri mari. Acest mod de mișcare necesită o compoziție stoechiometrică a amestecului. Un amestec din această compoziție este foarte inflamabil, dar motorul GDI are un grad crescut de

compresie, iar pentru a preveni detonarea, injectorul injectează combustibil cu o lanternă puternică. Un combustibil fin atomizat umple cilindrul și se evaporă pentru a răci suprafețele cilindrului, reducând probabilitatea detonării.

Al treilea mod este necesar să se obțină un cuplu mare atunci când pedala de accelerație este apăsată brusc când motorul este

functioneaza la viteze mici. Acest mod de funcționare al motorului diferă prin aceea că injectorul este declanșat de două ori în timpul unui ciclu. In timpul cursei de admisie in cilindru pt

Orez. 2,83. Pistonul unui motor cu injecție directă pe benzină are o formă specială (procesul de ardere deasupra pistonului)

4. Ordinul nr. 1031. 97

Orez. 2,84. Caracteristicile de design ale motorului Audi 2.0 FSI cu injecție directă pe benzină

răcirea acestuia cu o torță puternică este injectată cu un amestec ultra-sacră (a = 4,1). La sfârșitul cursei de compresie, injectorul injectează din nou combustibil, dar cu o lanternă compactă. În acest caz, amestecul din cilindru este îmbogățit și nu are loc detonarea.

În comparație cu un motor convențional cu injecție multipunct, un motor GDI este cu aproximativ 10% mai economic și emite cu 20% mai puțin dioxid de carbon. Creșterea puterii motorului ajunge la 10%. Cu toate acestea, după cum arată funcționarea mașinilor cu motoare de acest tip, acestea sunt foarte sensibile la conținutul de sulf din benzină.

Orbital a dezvoltat procesul original de injecție directă de benzină. În acest proces, benzina este injectată în cilindrii motorului, care este preamestecată cu aer folosind o duză specială. Duza orbitală este formată din două duze, combustibil și aer.

Orez. 2,85. Funcționarea duzei orbitale

Aerul este furnizat jeturilor de aer sub formă comprimată de la un compresor special la o presiune de 0,65 MPa. Presiunea combustibilului este de 0,8 MPa. În primul rând, se declanșează jetul de combustibil și apoi, la momentul potrivit, jetul de aer, prin urmare, un amestec combustibil-aer este injectat în cilindru cu o torță puternică sub formă de aerosol (Fig. 2.85).

Un injector situat in chiulasa langa bujie injecteaza un jet de combustibil si aer direct pe electrozii bujiilor pentru a asigura o buna aprindere.

Acum, una dintre sarcinile principale ale birourilor de proiectare ale producătorilor de automobile este crearea de centrale electrice care să consume cât mai puțin combustibil și să emită o cantitate redusă de substanțe nocive în atmosferă. Mai mult, toate acestea trebuie realizate cu condiția ca efectul asupra parametrilor de funcționare (putere, cuplu) să fie minim. Adică, este necesar ca motorul să fie economic și, în același timp, puternic și cu un cuplu ridicat.

Pentru a obține rezultatul, aproape toate componentele și sistemele unității de alimentare suferă modificări și modificări. Acest lucru este valabil mai ales pentru sistemul de alimentare, deoarece ea este cea care este responsabilă pentru fluxul de combustibil în cilindri. Cea mai recentă dezvoltare în această direcție este considerată a fi injecția directă de combustibil în camerele de ardere ale unei centrale electrice care funcționează cu benzină.

Esența acestui sistem se reduce la alimentarea separată a componentelor amestecului combustibil - benzină și aer - către cilindri. Adică, principiul funcționării sale este foarte asemănător cu funcționarea instalațiilor diesel, unde formarea amestecului se realizează în camere de ardere. Dar o unitate de 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 un astfel de sistem a fost folosit. Prima utilizare masivă a acestui tip de putere a motorului a fost în aviație la mijlocul secolului trecut. Au încercat să-l folosească și pe vehicule, dar nu a primit o distribuție largă. Sistemul acelor 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. Primii care și-au echipat mașinile cu instalații cu injecție directă au fost japonezii. Unitatea dezvoltată de Mitsubishi a primit denumirea GDI, care este o abreviere pentru „Gasoline Direct Injection”, 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 folosesc injecția directă au apărut de la alți producători:

• Concern 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 de combustibil. Dar, spre deosebire de predecesorii săi, combustibilul său este injectat sub presiune direct în cilindri, și nu, ca înainte, în galeria de admisie, unde benzina a fost amestecată cu aer înainte de a fi alimentată în camerele de ardere.

Caracteristici de proiectare și principiu de funcționare

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

Designul acestui sistem de alimentare include:

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

Diagrama sistemului de alimentare cu injecție directă

Scopul unei părți din elemente, cum ar fi un rezervor cu o pompă și un filtru, este descris în alte articole. Prin urmare, vom lua în considerare scopul unui număr de unități utilizate numai într-un sistem de injecție directă.

Unul dintre elementele principale ale acestui sistem este pompa de înaltă presiune. Permite combustibilului să curgă sub presiune semnificativă în șina de combustibil. Designul său diferă de la producător la producător - un singur sau multiplunger. Acționarea se realizează de la arborii cu came.

De asemenea, în sistem sunt incluse supape 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 designul pompei de injecție. Există o supapă de bypass care controlează presiunea la admisia pompei. Supapa de siguranță monitorizează presiunea din șină.

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

Perechile de piston ale pompei creează presiunea 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 este distribuită peste injectoarele sale.

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

Dacă pompa de combustibil de înaltă presiune este furnizată mai mult combustibil, atunci se declanșează supapa de bypass, care returnează o parte din combustibil în rezervor. De asemenea, o parte din combustibil este descărcată în rezervor în cazul unei presiuni excesive în șină, dar aceasta se realizează printr-o supapă de siguranță.

Injecție directă

Tipuri de amestecare

Prin utilizarea injecției directe de combustibil, inginerii au reușit să reducă consumul de combustibil. Și totul se realizează prin posibilitatea de a folosi mai multe tipuri de formare a amestecului. Adică, în anumite condiții de funcționare ale centralei electrice, este furnizat propriul tip de amestec. Mai mult, sistemul monitorizează și controlează nu numai alimentarea cu combustibil, pentru a asigura cutare sau acel tip de formare a amestecului, se stabilește 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 cu un amestec foarte slab, în ​​care masa de aer este de peste 40 de ori partea de combustibil. Adică, o cantitate foarte mare de aer este introdusă în cilindri și apoi se adaugă puțin combustibil.

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

Cu o astfel de formare a amestecului, aerul direcționat de clapetă intră în camera de ardere cu viteză mare. La sfarsitul cursei de compresie, injectorul injecteaza combustibil, care, ajungand in coroana pistonului, se roteste in sus inspre bujie din cauza turbionarii. Ca urmare, în zona electrozilor, amestecul este bogat și foarte inflamabil, în timp ce în jurul acestui amestec există aer practic lipsit de 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 se află un alt strat, practic fără combustibil.

Această formare de amestec asigură un consum minim de benzină, dar sistemul pregătește un astfel de amestec doar cu mișcare uniformă, fără accelerații bruște.

Amestecarea stoechiometrică este producerea unui amestec de combustibil în proporții optime (14,7 părți de aer la 1 parte de benzină), care asigură puterea maximă de ieșire. Un astfel de amestec se aprinde deja cu ușurință, așa că necesitatea creării unui strat îmbogățit lângă lumânare nu este necesară, dimpotrivă, pentru o ardere eficientă este necesar ca benzina să fie distribuită uniform în aer.

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

Această formare de amestec are loc în cilindri în timpul accelerației, când este necesară puterea maximă de ieșire, și nu economie.

Designerii au trebuit să se ocupe și de problema trecerii motorului de la un amestec slab la un amestec bogat în timpul accelerațiilor bruște. Pentru a preveni arderea prin detonare, în timpul tranziției este utilizată injecția dublă.

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

Sistemul de injecție directă a combustibilului, datorită utilizării mai multor tipuri de amestecuri simultan, permite o economie bună de combustibil fără un impact prea mare asupra indicatoarelor de putere.

În timpul accelerației, motorul funcționează cu un amestec normal, iar după accelerare, când se măsoară modul de conducere și fără schimbări bruște, centrala 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 folosesc vapori de precizie înalt procesați. Ele sunt, de asemenea, punctul slab, deoarece acești vapori sunt foarte sensibili la calitatea benzinei. Prezența impurităților străine, a sulfului și a apei poate deteriora 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 structural mai complex și mai scump decât același sistem de injecție separat.

Noi evoluții

Designerii, însă, nu se opresc aici. Un fel de perfecționare a injecției directe a fost făcută în concernul VAG în unitatea de putere TFSI. Sistemul său de alimentare a fost combinat cu un turbocompresor.

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

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

Performanța oricărui vehicul, în primul rând, este asigurată de funcționarea corectă a „inimii” sale - motorul. La rândul său, o componentă a activității stabile a acestui „corp” este funcționarea bine coordonată a sistemului de injecție, cu ajutorul căruia este furnizat combustibilul necesar funcționării. Astăzi, datorită numeroaselor sale avantaje, a înlocuit complet sistemul de carburator. Principalul aspect pozitiv al utilizării sale este prezența „electronicei inteligente”, care oferă o dozare precisă a amestecului aer-combustibil, care crește puterea vehiculului și crește semnificativ eficiența combustibilului. În plus, sistemul electronic de injecție este mult mai util în aderarea la standarde stricte de mediu, problema conformării cu care, în ultima perioadă, a devenit din ce în ce mai importantă. Având în vedere cele de mai sus, alegerea subiectului acestui articol este mai mult decât adecvată, așa că haideți să privim mai detaliat principiul de funcționare a acestui sistem.

1. Principiul de funcționare a injecției electronice de combustibil

Sistemul electronic de alimentare cu combustibil (sau versiunea mai cunoscută a denumirii „injecție”) poate fi instalat pe mașinile cu motoare atât pe benzină, cât și pe benzină.Cu toate acestea, designul mecanismului în fiecare dintre aceste cazuri va avea diferențe semnificative. Toate sistemele de combustibil pot fi împărțite în funcție de următoarele criterii de clasificare:

- dupa metoda de alimentare cu combustibil se distinge alimentarea intermitenta si continua;

Tipul de sisteme de dozare face distincție între distribuitoare, duze, regulatoare de presiune, pompe cu piston;

Pentru metoda de control al cantității de amestec combustibil furnizat - mecanic, pneumatic și electronic;

Principalii parametri pentru reglarea compoziției amestecului sunt vidul în sistemul de admisie, la unghiul de rotație al supapei de accelerație și debitul de aer.

Sistemul de injecție de combustibil al motoarelor moderne pe benzină este controlat fie electronic, fie mecanic. Desigur, un sistem electronic este o opțiune mai avansată, deoarece poate asigura semnificativ mai bine economie de combustibil, o reducere a nivelului de emisii de substanțe toxice nocive, o creștere a puterii motorului, o îmbunătățire a dinamicii generale a mașinii și o mai ușoară „pornire la rece”.

Primul sistem complet electronic a fost un produs lansat de o companie americană Bendixîn 1950. 17 ani mai târziu, un dispozitiv similar a fost creat de Bosch, după care a fost instalat pe unul dintre modele Volkswagen. Acest eveniment a marcat începutul distribuției în masă a sistemului de injecție electronică de combustibil (EFI), și nu numai în mașinile sport, ci și în vehiculele de lux.

Un sistem complet electronic folosește pentru lucrul său (injectoare de combustibil), toate bazate pe acțiune electromagnetică. În anumite puncte ale ciclului de funcționare al motorului, ele se deschid și rămân în această poziție pentru tot timpul necesar pentru a furniza o anumită cantitate de combustibil. Adică timpul de deschidere este direct proporțional cu cantitatea necesară de benzină.

Printre sistemele de injecție complet electronice se disting următoarele două tipuri, care diferă în principal doar prin metoda de măsurare a debitului de aer: sistem indirect de măsurare a presiunii aerului si cu măsurarea directă a debitului de aer. Astfel de sisteme, pentru a determina nivelul de vid în colector, utilizează un senzor corespunzător (MAP - presiune absolută a colectorului). Semnalele acestuia sunt trimise către modulul electronic de comandă (bloc), unde, ținând cont de semnale similare care provin de la alți senzori, sunt procesate și redirecționate către o duză electromagnetică (injector), care face ca aceasta să se deschidă în timpul necesar alimentării cu aer. .

Un bun reprezentant al unui sistem cu senzor de presiune este sistemul Bosch D-Jetronic(litera „D” - presiune). Funcționarea sistemului de injecție controlat electronic se bazează pe mai multe caracteristici. Acum vom descrie unele dintre ele, tipice pentru tipul standard al unui astfel de sistem (EFI). Pentru început, poate fi împărțit în trei subsisteme: primul este responsabil pentru alimentarea cu combustibil, al doilea este pentru admisia aerului, iar al treilea este un sistem de control electronic.

Părțile structurale ale sistemului de alimentare cu combustibil sunt rezervorul de combustibil, pompa de combustibil, conducta de alimentare cu combustibil (direcționată de la distribuitorul de combustibil), injectorul de combustibil, regulatorul de presiune a combustibilului și conducta de retur de combustibil. Principiul sistemului este următorul: folosind o pompă electrică de combustibil (situată în interiorul sau lângă rezervorul de combustibil), benzina iese din rezervor și este furnizată la duză, iar toți contaminanții sunt filtrati folosind un puternic încorporat. filtru de combustibil. Acea parte a combustibilului care nu a fost direcționată prin duză în conducta de aspirație este returnată în rezervor prin transmisia de retur a combustibilului. Menținerea unei presiuni constante a combustibilului este asigurată de un regulator special responsabil de stabilitatea acestui proces.

Sistemul de admisie a aerului constă dintr-o supapă de accelerație, o galerie de admisie, un purificator de aer, o supapă de admisie și o cameră de admisie a aerului. Principiul funcționării sale este următorul: atunci când supapa de accelerație este deschisă, fluxurile de aer trec prin purificator, apoi prin debitmetrul de aer (sistemele de tip L sunt echipate cu acesta), supapa de accelerație și o conductă de admisie bine reglată. , după care intră în supapa de admisie. Funcția de direcționare a aerului în motor necesită o acționare. În timpul deschiderii supapei de accelerație, o cantitate mult mai mare de aer intră în cilindrii motorului.

Unele sisteme de propulsie folosesc două metode diferite pentru a măsura volumul fluxurilor de aer care intră. Deci, de exemplu, atunci când se folosește sistemul EFI (tip D), debitul de aer este măsurat prin monitorizarea presiunii din galeria de aspirație, adică indirect, în timp ce un sistem similar, dar deja de tip L, face acest lucru direct folosind un sistem special. dispozitiv - un debitmetru de aer.

Sistemul de control electronic include următoarele tipuri de senzori: motor, unitatea electronică de control (ECU), dispozitivul de injecție de combustibil și cablajul asociat. Folosind această unitate, prin monitorizarea senzorilor unității de alimentare, se determină cantitatea exactă de combustibil furnizată injectorului. Pentru a furniza aer/combustibil motorului în proporții adecvate, unitatea de comandă începe funcționarea injectoarelor pentru o anumită perioadă de timp, care se numește „lățimea impulsului de injecție” sau „durata injecției”. Dacă descriem modul principal de funcționare al sistemului electronic de injecție de combustibil, ținând cont de subsistemele deja numite, atunci va arăta astfel.

La intrarea în unitatea de putere prin sistemul de admisie a aerului, debitele de aer sunt măsurate cu ajutorul unui debitmetru. Când aerul intră în cilindru, acesta se amestecă cu combustibilul, în care funcționarea injectoarelor de combustibil (situate în spatele fiecărei supape de admisie a galeriei de admisie) joacă un rol important. Aceste piese sunt un fel de supape solenoide care sunt controlate de o unitate electronică (ECU). Trimite anumite impulsuri către injector, folosind pentru aceasta pornirea și oprirea circuitului său de masă. Când este pornit, se deschide și combustibilul este pulverizat pe partea din spate a peretelui supapei de admisie. Când intră în aerul furnizat din exterior, se amestecă cu acesta și se evaporă din cauza presiunii scăzute a galeriei de aspirație.

Semnalele transmise de unitatea electronică de control furnizează suficient combustibil pentru a atinge raportul ideal aer/combustibil (14,7:1), numit și stoichiometrie. ECU, pe baza volumului de aer măsurat și a turației motorului, determină volumul principal de injecție. În funcție de condițiile de funcționare ale motorului, acest indicator poate varia. Unitatea de control monitorizează cantități modificabile precum turația motorului, temperatura antigel (lichid de răcire), conținutul de oxigen din gazele de eșapament și unghiul accelerației, în conformitate cu care efectuează o reglare a injecției, care determină volumul final de combustibil injectat.

Desigur, sistemul de alimentare cu dozare electronică a combustibilului este superior sursei de alimentare cu carburator a motoarelor pe benzină, așa că nu este nimic surprinzător în popularitatea sa pe scară largă. Sistemele de injecție a benzinei, datorită prezenței unui număr mare de elemente electronice și de precizie în mișcare, sunt mecanisme mai complexe, prin urmare, necesită un nivel ridicat de responsabilitate în abordarea problemei întreținerii.

Existența sistemului de injecție face posibilă distribuirea mai precisă a combustibilului între cilindrii motorului. Acest lucru a devenit posibil din cauza lipsei de rezistență suplimentară la fluxul de aer, care a fost creată la admisie de către carburator și difuzoare. În consecință, o creștere a raportului de umplere a cilindrului afectează direct o creștere a nivelului de putere a motorului. Să aruncăm acum o privire mai atentă la toate aspectele pozitive ale utilizării unui sistem electronic de injecție de combustibil.

2. Avantaje și dezavantaje ale injecției electronice de combustibil

Aspectele pozitive includ:

Posibilitatea de distribuție mai uniformă a amestecului combustibil-aer. Fiecare cilindru are propriul injector care furnizează combustibil direct la supapa de admisie, evitând nevoia de alimentare prin galeria de admisie. Acest lucru ajută la îmbunătățirea distribuției sale între cilindri.

Controlul precis al proporțiilor de aer și combustibil, indiferent de condițiile de funcționare a motorului. Cu ajutorul unui sistem electronic standard, motorul este alimentat cu o proporție precisă de combustibil și aer, ceea ce îmbunătățește semnificativ manevrabilitatea vehiculului, eficiența consumului de combustibil și controlul gazelor de eșapament. Îmbunătățirea performanței clapetei de accelerație. Prin alimentarea cu combustibil direct pe peretele din spate al supapei de admisie, este posibil să se optimizeze performanța galeriei de admisie, crescând astfel debitul de aer prin supapa de admisie. Acest lucru îmbunătățește cuplul și eficiența de funcționare a clapetei de accelerație.

Eficiență îmbunătățită a consumului de combustibil și control îmbunătățit al emisiilor. La motoarele echipate cu sistem EFI, bogăția amestecului de combustibil la pornirea la rece și accelerația larg deschisă poate fi redusă, deoarece amestecarea combustibilului nu este o acțiune problematică. Datorită acestui fapt, devine posibil să economisiți combustibil și să îmbunătățiți controlul gazelor de eșapament.

Îmbunătățirea performanței unui motor rece (inclusiv pornirea). Capacitatea de a injecta combustibil direct pe supapa de admisie, în combinație cu o formulă de atomizare îmbunătățită, crește în consecință capacitățile de pornire și funcționare ale unui motor rece. Simplificarea mecanicii și reducerea sensibilității la reglare. În timpul pornirii la rece sau al contorizării combustibilului, sistemul EFI este independent de controlul bogăției. Și întrucât, din punct de vedere mecanic, este simplu, cerințele pentru întreținerea lui sunt reduse.

Cu toate acestea, niciun mecanism nu poate avea calități exclusiv pozitive, prin urmare, în comparație cu aceleași motoare cu carburator, motoarele cu sistem electronic de injecție de combustibil prezintă unele dezavantaje. Principalele includ: costuri ridicate; imposibilitatea aproape totală a acțiunilor de reparație; cerințe ridicate pentru compoziția combustibilului; dependență puternică de sursele de alimentare și necesitatea unei prezențe constante de tensiune (o versiune mai modernă, care este controlată de electronică). De asemenea, în cazul unei avarii, nu se va putea face fără echipamente specializate și personal înalt calificat, ceea ce se traduce prin întreținere prea costisitoare.

3. Diagnosticarea cauzelor defecțiunilor sistemului electronic de injecție a combustibilului

Apariția defecțiunilor în sistemul de injecție nu este o apariție atât de rară. Această problemă este relevantă în special pentru proprietarii de modele de mașini vechi, care de mai multe ori au avut de-a face atât cu înfundarea obișnuită a injectoarelor, cât și cu probleme mai grave în ceea ce privește electronica. Pot exista multe motive pentru defecțiunile care apar adesea în acest sistem, dar cele mai frecvente dintre ele sunt următoarele:

- defecte („căsătoria”) elementelor structurale;

Durata de viață a pieselor;

Încălcarea sistematică a regulilor de funcționare a unei mașini (utilizarea combustibilului de calitate scăzută, poluarea sistemului etc.);

Influențe negative externe asupra elementelor structurale (pătrunderea umidității, deteriorarea mecanică, oxidarea contactelor etc.)

Cel mai sigur mod de a le determina este diagnosticarea computerizată. Acest tip de procedură de diagnosticare se bazează pe înregistrarea automată a abaterilor parametrilor sistemului de la valorile setate ale normei (modul de autodiagnosticare). Erorile (inconsistențele) detectate rămân în memoria unității electronice de control sub forma așa-numitelor „coduri de eroare”. Pentru a efectua această metodă de cercetare, un dispozitiv special (un computer personal cu un program și un cablu sau un scaner) este conectat la conectorul de diagnosticare al unității, a cărui sarcină este să citească toate codurile de eroare disponibile. Cu toate acestea, rețineți - pe lângă echipamentele speciale, acuratețea rezultatelor diagnosticelor efectuate pe computer va depinde de cunoștințele și aptitudinile persoanei care a efectuat-o. Prin urmare, numai angajații calificați din centrele speciale de servicii ar trebui să fie încredințați cu procedura.

Verificarea computerizată a componentelor electronice ale sistemului de injecție include T:

- diagnosticarea presiunii combustibilului;

Verificarea tuturor mecanismelor și ansamblurilor sistemului de aprindere (modul, fire de înaltă tensiune, bujii);

Verificarea etanseitatii galeriei de admisie;

Compoziția amestecului de combustibil; evaluarea toxicității gazelor de eșapament pe scalele CH și CO);

Diagnosticarea semnalelor fiecărui senzor (se folosește metoda oscilogramelor de referință);

Proba de compresie cilindrica; controlul marcajelor de poziție a curelei de distribuție și multe alte funcții care depind de modelul mașinii și de capacitățile dispozitivului de diagnosticare în sine.

Efectuarea acestei proceduri este necesară dacă doriți să aflați dacă există defecțiuni în sistemul electronic de alimentare (injecție) cu combustibil și, dacă da, care sunt. Unitatea electronică (calculatorul) EFI „își amintește” toate defecțiunile doar în timp ce sistemul este conectat la baterie, dacă terminalul este deconectat, toate informațiile vor dispărea. Așa va fi, exact până când șoferul pune din nou contactul și computerul verifică din nou întregul sistem.

Unele vehicule echipate cu livrare electronică de combustibil (EFI) au o cutie sub capotă, pe capacul căreia se vede inscripția "DIAGNOSTIC"... De asemenea, este conectat un pachet destul de gros de diverse fire. Dacă deschideți cutia, atunci pe interiorul capacului veți vedea marcajul bornelor. Luați orice fir și folosiți-l pentru a scurtcircuita cablurile „E1”și „TE1”, apoi stați la volan, puneți contactul și observați reacția lămpii „CHECK” (afișează motorul). Notă! Aparatul de aer condiționat trebuie oprit.

De îndată ce rotiți cheia în contact, lampa indicată începe să clipească. Dacă „clipește” de 11 ori (sau mai mult), după o perioadă egală de timp, aceasta va însemna că nu există informații în memoria computerului de bord și călătoria către diagnosticarea completă a sistemului (în special, injecție electronică de combustibil) poate fi amânată. Dacă focarele sunt oarecum diferite, atunci merită să contactați specialiști.

Această metodă de mini-diagnostic „acasă” nu este disponibilă pentru toți proprietarii de vehicule (în mare parte doar mașini străine), dar cei care au un astfel de conector sunt norocoși în acest sens.