Fuel supply system. Injeksjonssystemer, beskrivelse og operasjonsprinsipp

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sist endret: 2024-02-19 18:15

Drivstofftilførselssystemet er nødvendig for tilførsel av drivstoff fra bensintanken, dens videre filtrering, samt dannelse av en oksygen-drivstoffblanding med dens overføring til motorsylindrene. For tiden finnes det flere typer drivstoffsystemer. Det vanligste på 1900-tallet var forgasseren, men i dag blir innsprøytningssystemet stadig mer populært. Det var også en tredje - enkeltinnsprøytning, som var bra bare fordi den tillot å redusere drivstofforbruket litt. La oss se nærmere på injeksjonssystemet og forstå dets virkeprinsipp.

Generelle bestemmelser

De fleste moderne drivstoffsystemer for motorer er like. Forskjellen kan bare være på blandingsstadiet. Drivstoffsystemet inkluderer følgende komponenter:

1. Brennstofftanken er et kompakt produkt som har pumpe og filter for rengjøring av mekaniske partikler. Hovedformålet er drivstofflagring.
2. Brennstoffledninger danner et kompleks av slanger og rør for å flytte drivstoff fra tanken til blandesystemet.
3. Enhetblandingsdannelse. I vårt tilfelle vil vi snakke om injektoren. Denne enheten er designet for å oppnå en emulsjon (luft-drivstoffblanding) og tilføre den til sylindrene i takt med motoren.
4. Kontrollenhet for blandingsdannelsessystemet. Den er kun installert på injeksjonsmotorer, noe som skyldes behovet for å kontrollere sensorer, injektorer og ventiler.
5. Drivstoffpumpe. I de fleste tilfeller brukes det nedsenkbare alternativet. Det er en laveffekt elektrisk motor som er koblet til en væskepumpe. Smøring realiseres av drivstoff, og langvarig bruk av kjøretøyet med mindre enn 5 liter drivstoff kan føre til svikt i den elektriske motoren.

Kort sagt er en injektor en punkttilførsel av drivstoff gjennom en dyse. Det elektroniske signalet kommer fra kontrollenheten. Til tross for at injektoren har en rekke betydelige fordeler i forhold til forgasseren, har den ikke vært brukt på lenge. Dette skyldtes den tekniske kompleksiteten til produktet, samt den lave vedlikeholdsevnen til deler som sviktet. For tiden har punktinjeksjonssystemer praktisk t alt erstattet forgasseren. La oss se nærmere på hvorfor injektoren er så bra og hvilke funksjoner den har.

Funksjoner ved drivstoffutstyr

Bilen har alltid vært gjenstand for oppmerksomhet fra miljøvernere. Avgasser slippes direkte ut i atmosfæren, som er full av forurensning. Diagnostikk av drivstoffsystemet viste at mengden utslipp ved feil blandingsdannelse øker betydelig. Av denne enkle grunn ble det bestemtinstallere en katalysator. Imidlertid viste denne enheten gode resultater bare med en emulsjon av høy kvalitet, og i tilfelle avvik f alt effektiviteten betydelig. Det ble besluttet å erstatte forgasseren med et mer nøyaktig injeksjonssystem, som var injektoren. De første alternativene inkluderte et stort antall mekaniske komponenter, og ifølge forskning ble et slikt system stadig dårligere etter hvert som kjøretøyet ble brukt. Dette var ganske naturlig, siden viktige komponenter og fungerende deler ble skitne og sviktet.

For at injeksjonssystemet skal kunne korrigere seg selv, ble det laget en elektronisk kontrollenhet (ECU). Sammen med den innebygde Lamba-sonden, som er plassert foran katalysatoren, ga dette god ytelse. Det er trygt å si at drivstoffprisene i dag er ganske høye, og injektoren er god bare fordi den sparer bensin eller diesel. I tillegg er det følgende plusser:

1. Økt motorytelse. Spesielt økt kraften med 5–10 %.
2. Forbedre den dynamiske ytelsen til kjøretøyet. Injektoren er mer følsom for belastningsendringer og justerer sammensetningen av emulsjonen på egen hånd.
3. Optimal drivstoff-luftblanding reduserer mengden og toksisiteten til eksosgasser.
4. Injeksjonssystemet starter lett uavhengig av værforhold, noe som er en betydelig fordel i forhold til forgassede motorer.

Brennstoffinnsprøytningssystem og dets enhet

Først og fremst er det verdt å merke seg at moderne innsprøytningsmotorer er utstyrt med dyser, hvor antallet er lik antall sylindre. Mellom seg er dysene forbundet med en rampe. Der er drivstoffet inneholdt under lett trykk, og det er laget av en elektrisk enhet - en bensinpumpe. Mengden injisert drivstoff avhenger direkte av varigheten av dyseåpningen, som bestemmes av kontrollenheten. For dette tas indikatorer fra ulike sensorer som er installert i hele kjøretøyet. Nå skal vi vurdere de viktigste:

1. Luftstrømssensor. Tjener til å bestemme fylden til sylindrene med luft. I tilfelle et sammenbrudd ignoreres avlesningene, og tabelldata tas som hovedindikatorer.
2. Gasposisjonssensor reflekterer belastningen på motoren, som skyldes gassposisjon, luftsykling og motorhastighet.
3. Føler for kjølemiddeltemperatur. Ved hjelp av denne kontrolleren implementeres kontrollen av den elektriske viften og korrigeringen av drivstofftilførselen, samt tenning. Ved funksjonsfeil er umiddelbar diagnostikk av drivstoffsystemet ikke nødvendig. Temperaturen måles avhengig av varigheten til forbrenningsmotoren.
4. Veivakselens (veivaksel) posisjonssensor er nødvendig for å synkronisere systemet som helhet. Kontrolleren beregner ikke bare motorhastigheten, men også dens posisjon på et bestemt tidspunkt. Siden det er en polar sensor, hvis den svikter, er videre drift av kjøretøyet ikke mulig.
5. Sensoroksygen er nødvendig for å bestemme prosentandelen av oksygen i gasser som slippes ut i atmosfæren. Informasjon fra denne kontrolleren overføres til ECU, som, avhengig av avlesningene, korrigerer emulsjonen.

Det er verdt å være oppmerksom på at ikke alle kjøretøy med injektor er utstyrt med oksygensensor. Bare de bilene som er utstyrt med en katalysator med Euro-2 og Euro-3 toksisitetsstandarder har dem.

Typer injeksjonssystemer: enkeltpunktsinjeksjon

For øyeblikket brukes alle systemer aktivt. De er klassifisert avhengig av antall dyser og stedet for drivstofftilførsel. Det er tot alt tre injeksjonssystemer:

• enkeltpunkt (enkelt injeksjon);
• multipoint (distribusjon);
• umiddelbart.

La oss først se på enkeltpunktsinjeksjonssystemer. De ble laget umiddelbart etter forgasserne og ble ansett som mer avanserte, men mister nå gradvis sin popularitet på grunn av mange årsaker. Det er flere ubestridelige fordeler med slike systemer. De viktigste er betydelige drivstoffbesparelser. Gitt at drivstoffprisene er ganske høye i dag, er en slik injektor relevant. Interessant nok inneholder dette systemet noe mindre elektronikk, så det er mer pålitelig og stabilt. Når informasjon fra sensorene overføres til kontrollelementet, endres injeksjonsparametrene umiddelbart. Det er veldig interessant at nesten alle forgassede motorer kan konverteres til enkeltpunktsinjeksjon uten vesentligstrukturelle endringer. Den største ulempen med slike systemer er den lave gassresponsen til forbrenningsmotoren, samt avsetning av en betydelig mengde drivstoff på oppsamlerveggene, selv om dette problemet også var iboende i forgassermodeller.

Siden det kun er én dyse i dette tilfellet, er den plassert på inntaksmanifolden i stedet for forgasseren. Siden munnstykket var på et bra sted og konstant var under en strøm av kald luft, var påliteligheten på høyeste nivå, og designet var ekstremt enkelt. Å spyle drivstoffsystemet med enkeltpunktinnsprøytning tok ikke mye tid, siden det var nok å blåse ut kun én dyse, men økte miljøkrav førte til utviklingen av andre, mer moderne systemer.

Flerpunktsinjeksjonssystemer

Distribuert injeksjon anses som mer moderne, kompleks og mindre pålitelig. I dette tilfellet er hver sylinder utstyrt med en isolert dyse, som er plassert i inntaksmanifolden i umiddelbar nærhet av inntaksventilen. Derfor utføres tilførselen av emulsjonen separat. Som nevnt ovenfor, med en slik injeksjon, kan kraften til forbrenningsmotoren økes med opptil 5-10%, noe som vil være merkbart når du kjører på veien. Et annet interessant poeng: dette drivstoffinnsprøytningssystemet er bra fordi munnstykket er plassert veldig nær inntaksventilen. Dette minimerer drivstoffoppbygging på manifoldveggene, noe som resulterer i betydelige drivstoffbesparelser.

Det finnes flere typerflerpunktsinjeksjon:

1. Samtidig - alle dyser åpner samtidig.
2. Parparallell - åpning av dyser i par. Den ene injektoren åpner på inntaksslaget og den andre før eksosslaget. Foreløpig brukes et slikt system kun ved nødstart av forbrenningsmotoren i tilfelle fasefeil (veivakselposisjonssensor).
3. Fasert - hver dyse styres separat, og åpnes før inntaksslaget.

I dette tilfellet er systemet ganske komplekst og er helt avhengig av nøyaktigheten til elektronikken. For eksempel vil spyling av drivstoffsystemet ta mye lengre tid ettersom hver injektor må spyles. La oss nå gå videre og se på en annen populær type injeksjon.

Direkteinjeksjon

Injeksjonsbiler med slike systemer kan regnes som de mest miljøvennlige. Hovedmålet med å introdusere denne injeksjonsmetoden er å forbedre kvaliteten på drivstoffblandingen og øke effektiviteten til kjøretøyets motor litt. Hovedfordelene med denne løsningen er som følger:

• nøysom atomisering av emulsjonen;
• dannelse av en blanding av høy kvalitet;
• effektiv bruk av emulsjon i ulike stadier av ICE-drift.

Basert på disse fordelene kan vi si at slike systemer sparer drivstoff. Dette er spesielt merkbart når du kjører stille i byområder. Hvis vi sammenligner to biler med samme motorstørrelse, men forskjellige innsprøytningssystemer, for eksempel direkte og multipunkt, så merkbartden beste dynamiske ytelsen vil være i det direkte systemet. Avgasser er mindre giftige, og tatt literkapasitet vil være litt høyere på grunn av luftkjøling og at trykket i drivstoffsystemet er litt økt.

Men du bør være oppmerksom på følsomheten til direkteinnsprøytningssystemer for drivstoffkvalitet. Hvis vi tar hensyn til standardene til Russland og Ukraina, bør svovelinnholdet ikke overstige 500 mg per 1 liter drivstoff. Samtidig antyder europeiske standarder at innholdet i dette elementet er 150, 50 og til og med 10 mg per liter bensin eller diesel.

Hvis vi kort vurderer dette systemet, ser det slik ut: dysene er plassert i sylinderhodet. Basert på dette utføres injeksjon direkte inn i sylindrene. Det er verdt å merke seg at dette injeksjonssystemet er egnet for mange bensinmotorer. Som nevnt ovenfor brukes høyt trykk i drivstoffsystemet, under hvilket emulsjonen tilføres direkte til forbrenningskammeret, forbi inntaksmanifolden.

Brennstoffinnsprøytningssystem: mager løping

Litt høyere undersøkte vi direkte innsprøytning, som først ble brukt på Mitsubishi-biler, som hadde forkortelsen GDI. La oss ta en rask titt på en av hovedmodusene - kjører på en mager blanding. Essensen ligger i det faktum at kjøretøyet i dette tilfellet opererer med lett belastning og moderate hastigheter opp til 120 kilometer i timen. Drivstoffinnsprøytning utføres av en lommelyktsluttfasen av kompresjonen. Reflektert fra stempelet blander drivstoffet seg med luft og kommer inn i tennpluggområdet. Det viser seg at blandingen i kammeret er betydelig utarmet, men ladningen i området rundt tennpluggen kan anses som optimal. Dette er nok til å antenne den, hvoretter resten av emulsjonen også antennes. Faktisk sikrer et slikt drivstoffinnsprøytningssystem normal drift av forbrenningsmotoren selv ved et luft/drivstoff-forhold på 40:1.

Dette er en veldig effektiv tilnærming som sparer mye drivstoff. Men det er verdt å ta hensyn til det faktum at spørsmålet om nøytralisering av eksosgasser har blitt akutt. Faktum er at katalysatoren er ineffektiv, siden det dannes nitrogenoksid. I dette tilfellet brukes resirkulering av eksosgass. Et spesielt ERG-system lar deg fortynne emulsjonen med avgasser. Dette senker forbrenningstemperaturen noe og nøytraliserer dannelsen av oksider. Denne tilnærmingen vil imidlertid ikke tillate deg å øke belastningen på motoren. For å delvis løse problemet, brukes en lagringskatalysator. Sistnevnte er ekstremt følsom overfor drivstoff med høyt svovelinnhold. Av denne grunn er det nødvendig med periodisk inspeksjon av drivstoffsystemet.

Homogen miksing og 2-trinns drift

Power Mode (homogen blanding) - ideell for aggressiv kjøring i urbane områder, forbikjøringer, samt kjøring på motorveier og motorveier. I dette tilfellet brukes en konisk lommelykt, som er mindre økonomisk enn den forrige versjonen. Injeksjonutføres på inntaksslaget, og den resulterende emulsjonen har vanligvis et forhold på 14,7:1, det vil si nær støkiometrisk. Faktisk er dette automatiske drivstofftilførselssystemet nøyaktig det samme som distribusjonssystemet.

To-trinns modus innebærer drivstoffinnsprøytning på kompresjonsslaget, samt oppstart. Hovedoppgaven er en kraftig økning i motoren. Et slående eksempel på effektiv drift av et slikt system er bevegelse ved lave hastigheter og et skarpt trykk på gasspedalen. I dette tilfellet øker sannsynligheten for detonasjon betydelig. Av denne enkle grunn, i stedet for ett trinn, skjer injeksjon i to.

I det første trinnet injiseres en liten mengde drivstoff på inntaksslaget. Dette lar deg senke temperaturen på luften i sylinderen litt. Vi kan si at sylinderen vil inneholde en ekstra mager blanding i forholdet 60: 1, derfor er detonasjon umulig som sådan. På det siste stadiet av kompresjonsslaget injiseres en drivstoffstråle, som bringer emulsjonen til en rik i et forhold på omtrent 12:1. I dag kan vi si at et slikt drivstoffsystem for motorer bare ble introdusert for kjøretøyer på det europeiske markedet. Dette skyldes det faktum at høye hastigheter ikke er iboende i Japan, derfor er det ingen høye belastninger på motoren. I Europa er det et stort antall motorveier og autobahner, så sjåførene er vant til å kjøre fort, og dette er en stor belastning på forbrenningsmotoren.

Noe annet interessant

Det er verdt å være oppmerksom på at, i motsetning til forgassersystemer, krever innsprøytning at det er en jevnlig sjekk av drivstoffsystemet. Dette skyldes det faktum at et stort antall kompleks elektronikk kan svikte. Som et resultat vil dette føre til uønskede konsekvenser. For eksempel vil overflødig luft i drivstoffsystemet føre til brudd på emulsjonssammensetningen og feil blandingsforhold. I fremtiden vil dette påvirke motoren, ustabil drift vises, kontrollere svikter osv. Faktisk er injektoren et komplekst system som bestemmer når en gnist må påføres sylindrene, hvordan man leverer en høykvalitetsblanding til sylinderblokk eller inntaksmanifold, når du skal åpne injektorene og hvilket forhold mellom luft og bensin som skal være i emulsjonen. Alle disse faktorene påvirker den synkroniserte driften av drivstoffsystemet. Det interessante er at uten de fleste kontrollerene kan maskinen fungere skikkelig uten vesentlige avvik, da det er nødjournaler og tabeller som skal brukes.

Effektiviteten til forbrenningsmotoren i vårt tilfelle bestemmes av hvor korrekte dataene som mottas fra kontrollerene vil være. Jo mer nøyaktige de er, jo mindre er mulige ulike funksjonsfeil i drivstoffsystemet. Hastigheten til systemet som helhet spiller også en viktig rolle. I motsetning til forgassere er det ikke nødvendig med manuell justering her, og dette eliminerer feil under kalibreringsarbeid. Følgelig vil vi få en mer fullstendig forbrenning av blandingen og et bedre system med tanke på økologi.

Konklusjon

Avslutningsvis er det verdt å fortelle litt om manglene som ligger i injeksjonssystemer. Den største ulempen er de høye kostnadene for forbrenningsmotorer. Avi det store og hele vil kostnadene for slike enheter være ca. 15 % høyere, noe som er betydelig. Men det er andre ulemper også. For eksempel kan en mislykket drivstoffsystemventil i de fleste tilfeller ikke repareres på grunn av en lekkasje, så du trenger bare å bytte den. Dette gjelder også vedlikehold av utstyr generelt. Noen komponenter og deler er mye lettere å kjøpe nye enn å bruke penger på reparasjon. Denne kvaliteten er ikke iboende i forgasserkjøretøyer, hvor du kan sortere ut alle viktige komponenter og gjenopprette ytelsen uten å bruke mye tid og krefter. Uten tvil blir det elektroniske drivstoffforsyningssystemet reparert med stor innsats og midler. Sofistikert elektronikk vil neppe bli reparert på den første tilgjengelige bensinstasjonen.

Vel, vi snakket med deg om hva injeksjonssystemer er. Som du kan se, er dette et veldig interessant samtaleemne. Du kan snakke mye mer om hvilke gode dyser og muligheten til å umiddelbart justere motoren. Men vi har allerede snakket om hovedpunktene. Husk at drivstoffsystemet til en bensinmotor bør inspiseres regelmessig for mulige defekter. For eksempel, på grunn av den lave kvaliteten på drivstoff, som faktisk er iboende i vårt land, blir dysene ofte tette. På grunn av dette begynner motoren å fungere periodisk, kraften faller, blandingen blir for mager, eller omvendt. Alt dette har en veldig dårlig effekt på bilen som helhet, så konstant og regelmessig overvåking er nødvendig. Prøv i tillegg å kun fylle bensinen som er anbef alt av produsenten av kjøretøyet ditt.