Принцип работы инжектора

Начинающие автомобилисты не разбираются в устройстве автомобильного двигателя, системе подачи топлива и т. д. Термины «карбюратор» и «инжектор» ничего им не говорят. Неопытные автомобилисты не видят разницы между их предназначением. Перед теми, кто покупает новое авто, вопрос что лучше: карбюратор или инжектор, уже не стоит. Им знать о карбюраторе ничего и не нужно, так как он давно снят с производства и не проходит экологический стандарт Евро-3.

С этим и связан массовый переход автопроизводителей на автомобили с инжекторной системой питания. Требования, предъявляемые к очистке выхлопных газов, становятся выше, и карбюратор не может обеспечить их выполнение.

Но не только в этом причина отказа от карбюраторов. По сравнению с инжектором у него много недостатков и мало достоинств.

Как отличить инжекторный автомобиль от карбюраторного

Если вы знаете, как выглядит карбюратор, то вам достаточно открыть капот и посмотреть под него. Но если вы не имеете о нем представления, то, чтобы его определить, вам помогут ряд признаков:

• новый автомобиль, продающийся в автосалоне, – 100% инжекторный;
• посмотрите на шильдик в задней части автомобиля – например, там написано BMW 525i. Вот эта «i» и есть обозначение инжекторного авто;
• год выпуска автомобиля. На иностранные авто инжекторы начали устанавливать в середине 90-ых годов, на отечественные – с начала 2000-ых;
• корпус воздушного фильтра установлен прямо на карбюраторе. Если вы видите воздуховоды (например, пластиковые гофрированные короба черного цвета), то, скорее всего, перед вами инжекторная машина;
• если индикаторы, которые загораются на приборной панели при повороте ключа, содержат сигнализатор «Check Engine», то машина перед вами инжекторная.

Инжекторная топливная система

Устанавливается на современные автомобили. Она почти полностью вытеснила старые карбюраторные ТС. Суть, принцип действия инжекторных систем основан на принудительном впрыске топлива в проходящий поток воздуха.

Включает инжекторная ТС следующие элементы:

• форсунки с рампой;
• вентилируемый топливный бак;
• насос электрический;
• датчик или регулятор давления – РДТ;
• топливную магистраль, состоящую из трубок подачи и слива горючего;
• ФТО – фильтра.

Форсунка – главный элемент инжекторной ТС

Форсунка – конструктивный элемент ТС, называемый инжектором. Дозирует подачу бензина или солярки, распыляет горючее в камере сгорания и принимает непосредственное участие в образовании ТВС (горючей смеси).

Форсунка применяется сегодня, как на бензиновых ТС, так и на дизельных. Более современные модели авто оснащаются форсунками с электронным управлением.

Сами форсунки классифицируются, что обусловлено разными вариантами впрыска. В ходу пьезоэлектрические (ПЭФ), электрогидравлические (ЭГФ) и электромагнитные форсунки (ЭМФ).

ЭМФ имеют следующие особенности:

• ставят их, как правило, на бензиновые силовые агрегаты;
• они имеют довольно несложную конструкцию.

ЭГФ отличается следующими характеристиками:

• ставят на дизельные силовые агрегаты, оборудованные, в том числе, передовой системой Коммон Райл;
• принцип функционирования базируется на канонах давления топливной жидкости.

ПЭФ – самые совершенные в конструктивном плане форсунки:

• устанавливается на дизельных агрегатах, оборудованных Коммон Райл;
• быстрее всех остальных форсунок срабатывает и имеет потенциал несколько раз подряд впрыскивать горючее (по сравнению, пьезофорсунка в 4 раза быстрее ЭМФ);
• совершеннее ПЭФ и в плане точности дозировки впрыскиваемого горючего;
• пьезофорсунка по своему принципу действия напоминает ПГФ.

Топливный бак

Бак – это вместилище топлива. Отсюда горючее поступает в систему. Примечательно, что в инжекторной ТС в баке расположен топливный насос, в задачу которого входит закачка топливной жидкости под давлением в магистраль.

Устанавливается бак, как правило, перед задней осью под задним сидением. Это сделано специально, чтобы резервуар находился вне зоны деформации при ударе сзади или спереди.

Топливный бак

Объём топливного бака определяется в зависимости от назначения автомобиля. Как правило, должен обеспечиваться пробег на одной заправке хотя бы в 300-400 километров.

Фиксация бака осуществляется с помощью ленточных хомутов. Нижняя часть бака защищается металлическим кожухом от различных механических воздействий. Для предотвращения нагрева бака конструкторы успешно используют теплоизоляционные прокладки.

Материал, из которого делается бак, это либо сталь, либо алюминий, либо пластмасса. Последний вариант – новшество, которое становится всё более популярным в автомобилестроении. Это должен быть полиэтилен высокой плотности. Преимуществами пластмассового бака выступают: лёгкий вес, наилучшее использование свободного пространства (компактность и возможность получить любые формы), большая вместимость. Ну, и конечно, пластик не подвержен коррозии.

Что касается недостатков пластикового бака, то это проницаемость. По этой причине такие баки стараются изготовить многослойными. В некоторых конструкциях поверхность пластика покрывается дополнительно фтором, препятствующим утечкам.

Топливные баки могут различаться в зависимости от модели автомобиля, конструкции его ТС, типа силового агрегата, климатического исполнения и т.д.

Топливная рампа

Обязательный элемент инжекторной ТС. Представляет собой кусок полой трубки с закрытыми концами и наличием отводов для подключения трубок меньшего диаметра. Последние предназначены для подачи горючего к форсункам.

Топливная рампа, как и ТНВД, является элементом, который «достался» бензиновому агрегату от дизеля. Топливная рампа используется во всех ТС, в которых задействован распределённый впрыск.

Топливная рама с форсунками

Устанавливается рампа на впускной коллектор ДВС. Помимо отводящих трубок, в рампе есть специальный выход с клапанным штуцером для соединения с манометром. Таким образом, при ремонтных работах можно проверять давление топливной жидкости, делать анализ. Пробка с резинкой предусмотрена для предотвращения попадания грязи.

Статья в тему: Двигатель плохо набирает обороты – где искать проблему?

Материал, из которого делается топливная рампа – сталь, не имеющая швов. Трубка способна выдержать высокие давления. Например, на дизельных автомобилях, оснащённых системой Коммон Райл, давление бывает очень высоким.

Тем самым, основное предназначение топливной рампы – подавать горючее, распределяя его по форсункам. Сначала жидкость поступает в самый дальний цилиндр двигателя, а затем по другим форсункам. Некоторые конструкции предусматривают подогрев бензина или солярки перед распылением. Это улучшает свойства горючего, в тёплом виде оно лучше распыляется.

Топливный насос (электрический)

По праву, назван «сердечным клапаном» мотора. В случаях неисправности его всегда можно заменить или отремонтировать.

В инжекторных системах применяется более совершенный вид насоса – электрический. Такой же вариант ставится в дизельные автомобили. Располагается он непосредственно в баке с горючим, и такое местоположение, по мнению конструкторов, самое удобное для бесперебойного функционирования. С другой стороны, усложняется ремонт и чистка, но опытные автомобилисты научились быстро снимать насос.

Электрический топливный насос Газель

Примечательны и другие преимущества такого расположения. ТС не требует дополнительной всасывающей линии, которая имеется в насосе механического типа. Кроме того, насос внутри бака не перегревается, быстрее охлаждается.

Внутри насоса или возле него расположен фильтр грубой очистки, сетка. Ещё насос состоит из поплавка-уровня, клапанов и механизма для забора горючего. Насос такой разновидности может поддерживать давление в пределах до 4 атм, что с лихвой хватает для нормального функционирования автомобиля.

Сами насосы электрического типа тоже бывают разного типа. К примеру, на Ваз «девятку» устанавливается электронасос центробежного типа. Его основной составляющей является реле, которое срабатывает в результате поступления импульсов от ЭБУ.

Регулятор давления

В инжекторных системах количество впрыскиваемой топливной жидкости напрямую зависит от нескольких составляющих. Чтобы учитывать все эти факторы и точно рассчитать количество горючего, был придуман регулятор давления.

РДТ сконструирован таким образом, чтобы содействовать несоответствию показателей давления. Избыток бензина или солярки после его расчёта возвращается обратно в топливный бак. Чтобы точнее рассчитывать показатели с учётом разницы, РДТ устанавливается в конце топливной рамы.

ТС бывают с рециркуляцией топлива и без рециркуляции. В последнем случае РДТ устанавливается в топливном баке.

В состав РДТ входит пружина, клапан с держателем, мембрана, соединитель с впускным коллектором, выход для слива топлива обратно в бак. Благодаря мембране РДТ делится внутри на две камеры: топливную и пружинную.

Регулятор давления

Принцип действия РДТ можно представить так. На мембрану оказывает воздействие снизу давление топливной жидкости, а сверху – давление пружины и разряжение впускного клапана. Как только давление горючего превышает усилие, создаваемое пружиной, клапан открывается, бензин поступает.

Топливная магистраль

Основные её составляющие: подающие шланги и «обратка». Подающие трубки – это линия, по которой топливная жидкость поступает из насоса в рампу. «Обратка» — магистраль, по которой идёт слив горючего обратно в бак.

Топливоприводы, другими словами, это комплекс различных трубок и шлангов, предназначенных для транспортировки бензина или солярки к устройству смесеобразования. «Кровеносные сосуды» ТС, её важнейшие органы, по которым поступает топливо, и уходят излишки обратно в бак.

Безусловно, эластичность и прочность шлангов должна быть на высоте, чтобы циркуляция топливной жидкости проходила успешно. На многих иномарках, правда, вместо эластичного резинового шланга используются металлические трубки.

На автомобилях ВАЗ применяется комбинированная конструкция трубопроводов. Основа – резиновые эластичные шланги, подстраивающиеся под смещение топливной рампы и других автомобильных деталей во время передвижения машины.

Если рассматривать функции топливной магистрали в общих чертах, то в её задачи входит:

• связывать элементы ТС между собой;
• компенсировать продольные и поперечные смещения элементов ТС во время передвижения машины;
• подавать топливо из бака в топливную рампу и обратно.

Статья в тему: Почему бедная смесь на инжекторе: признаки, причины, действия

Фильтр тонкой очистки или ФТО способен задерживать мелкие частички, менее 60 мкм. Они незаметны глазу человека, пропускаются сеткой, расположенной в электрическом насосе.

ФТО располагается отдельно, часто под порогом автомобиля или под капотом, врезается в топливную магистраль.

Фильтры тонкой очистки бывают разные: неразборного типа, разборного типа, фильтр для инжекторных систем. Последний мы и рассмотрим. Такой ФТО кроме своей основной задачи по задерживанию мелких твёрдых частичек, должен выдерживать давление. По этой причине ФТО для инжекторных систем делается с более прочным корпусом. Как правило, фильтры изготавливаются либо из прочного алюминия, либо из стали. Используется сварка или завальцовка.

Фильтр тонкой очистки Ваз 2109

Удобно, если фильтр оснащён прозрачным корпусом. В этом случае появляется возможность визуально оценить степень загрязнения фильтрующего элемента, выявить конкретные неисправности.

Примечательны особенности фильтров для дизельных силовых агрегатов. Они должны быть изготовлены так, чтобы никаким образом не пропускать влагу. Особенности дизельных ФТО определяются свойствами солярки, которая может изменяться в зависимости от разных температур. Так, во время холода возникает опасность блокировки оборудования из-за кристаллизации парафинов. Чтобы исключить эту особенность, в фильтрующий элемент добавляют подогрев.

Подводя итог

1. В карбюраторных системах топливная смесь поступает в двигатель путем ее всасывания, в инжекторных – подается под давлением через форсунки методом впрыска.
2. Карбюраторная система нестабильная, а инжектор более предсказуем.
3. Инжектор одинаково хорошо работает в любую погоду, карбюратор не любит перепадов температуры, сильных морозов.
4. Инжектор не так сильно загрязняет атмосферу.
5. Инжекторный автомобиль быстрее ускоряется.
6. Карбюратор потребляет больше топлива до 40%.
7. Инжектор редко ломается, но его ремонт дороже обходится.
8. Карбюратор не так требователен к качеству бензина.

Чем отличается инжектор от карбюратора

Принцип, по которому карбюратор подает смесь бензина с кислородом в камеры сгорания двигателя, – разница в давлении. Принудительного впрыска здесь нет, и топливоподача происходит с помощью всасывания топлива. Значит, часть мощности силового агрегата тратится на этот процесс.

Количество воздуха в топливной смеси автоматически не регулируется. Карбюратор настраивается механическим путем еще до поездки, и эта настройка универсальная. Но в этом есть некоторые недостатки. Двигатель в определенные моменты способен получать от карбюратора больше топлива, чем он может переработать. В итоге часть бензина не сгорает, а выходит вместе с выхлопными газами, что наносит вред окружающей среде и не экономит топливо.

В случае же с инжектором происходит принудительная подача топлива в камеры сгорания при помощи форсунок, а количество бензина регулируется электроникой, которая и отвечает за приготовление топливовоздушной смеси.

Выхлоп инжекторного автомобиля менее токсичен, не так вреден для окружающей среды, как карбюраторный, потому что в нем меньше несгоревшего бензина.

Это интересно: Описание работы датчика дроссельной заслонки

В этом и заключаются отличия системы питания карбюраторного двигателя от инжекторного. Теперь перейдем к вопросу «что лучше» не для экологии, а для водителя и автомобиля.

Плюсы двигателя с инжекторной топливоподачей

1. Если допустить, что остальные устройства в двух автомобилях идентичны и различны только способы подачи топлива, то большая мощность остается у инжекторного мотора. Разница в лошадиных силах между карбюраторным и инжекторным ДВС может составлять 10%. Эти отличия достигаются за счет другого впускного коллектора, точно выставляемого в каждый момент угла опережения зажигания, и другого способа подачи топлива.
2. Инжекторные моторы, по сравнению с карбюраторными аналогами, отличаются топливной экономичностью за счет точной дозированной подачи бензина. При таком способе 100% бензина сгорает в камерах двигателя, превращая тепловую энергию в механическую.
3. Основная причина перехода всех мировых автопроизводителей на инжекторную систему – экологичность. Карбюраторные выхлопы более токсичны.
4. В морозную погоду инжекторный двигатель не нуждается в дополнительном прогреве перед запуском.
5. Инжекторы намного надежнее карбюраторов, их выход из строя встречается реже, по сравнению с неисправностями карбюраторов.
6. Инжекторные двигатели не имеют катушку-трамблер. Эта деталь часто выходит из строя на машинах с карбюраторной топливоподачей.

Минусы инжекторов

1. Хоть инжектор надежен, но он выходит из строя. А для его диагностики и последующего ремонта необходимо специализированное оборудование. Ремонт в условиях «гаража» невозможен, для этого нужен опыт и квалификация. Ремонт этого устройства на СТО, как и обслуживание с профилактикой – работа дорогостоящая.
2. Инжектор требует только качественного топлива. Если топливо содержит некоторое количество механических примесей, то нормальная его работа затруднена. Он быстро засорится и выйдет из строя. А чистка и ремонт стоят недешево.
3. Следующий недостаток касается двигателей, на которые вместо карбюратора установили инжектор. В результате доработки повысится количество сгораемого в двигателе топлива, что повышает его рабочую температуру. Это чревато возможным перегревом ДВС со всеми вытекающими последствиями.

Плюсы карбюраторных систем

1. В плане обслуживания карбюраторы считаются простыми устройствами. Для их ремонта не нужно специализированное оборудование и инструмент. Все необходимое для этого найдёте в гараже.
2. Стоимость деталей – невысока. В случае невозможности ремонта можно купить новый карбюратор. По сравнению с инжектором его стоимость низкая.
3. Карбюратор не требует высокого качества топлива. Он нормально работает на бензине с низким октановым числом. Небольшое количество механических примесей несильно затруднит его работу. Максимум – забьются жиклеры.

Это интересно: Перечень работ при ТО 1 (пробег 15 000 тыс. км.)

Минусы карбюраторов

Недостатков у карбюраторных систем намного больше, чем достоинств, и поэтому существует тенденция на их замещение инжекторами.

Компоненты системы питания инжекторного двигателя и разновидности конструкций

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Центральный впрыск топлива

Моновпрыск — это самый простой механизм. Второе название — центральный впрыск. И он же был первым в истории. Массовое применение получил в США в начале 2 половины ХХ века. Как работает центральный впрыск? Простота — это именно то, что понравилось не только автовладельцам, но и производителям. Конструкция очень схожа с карбюратором, только вместо него применяется форсунка.

Она устанавливается на впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества. Топливо поступает в коллектор постоянно, как и воздух. В результате происходит образование топливовоздушной смеси, которая распределяется по цилиндрам.

В чём особенности устройства?

Изучение конструкции позволит подробнее разобраться, как работает инжекторный двигатель. Компоненты, характерные для этого типа:

• Блок электронного управления (ЭБУ);
• Регулятор давления;
• Форсунки;
• Бензонасос;
• Датчики.

Взаимодействие перечисленного: датчики получают данные о состоянии механики или процессах, их обрабатывает процессор и передает управляющие команды. Форсункам выделяется ограниченный заряд, который их открывает. Результат — смесь из топливного отдела попадает в отсек впускного коллектора.

Чтобы схема этого процесса стала более понятной, проведем краткий экскурс по устройству некоторых узлов, из которых состоит двигатель инжектор.

Плюсы и минусы

Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:

• простота и дешевизна конструкции;
• для смены режимов работы достаточно провести регулировку одной форсунки;
• при смене карбюратора на инжектор (моновпрыск) существенных изменений в систему питания не производится.

К недостаткам относится то, что не выходит достигнуть высоких показаний экологичности. Поэтому на сегодняшний день автомобили с моновпрыском нельзя встретить в продаже и эксплуатации в развитых странах Америки, Европы и Азии. Разве что в странах третьего мира они будут беспрепятственно колесить по дорогам.

И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

1. Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
2. Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
3. Двигатель очень экономичный;
4. Полностью соответствует всем экологическим нормам;
5. Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

1. Довольно высокая стоимость и обслуживание;
2. Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
3. Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
4. Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Распределённый впрыск топливной смеси

В таких системах количество форсунок равно числу цилиндров. Все форсунки находятся на впускном коллекторе, топливовоздушная смесь подаётся при помощи общей для всех топливной рампы. В ней происходит смешивание бензина и воздуха. Режимы работы форсунок:

1. Фазированный впрыск — самые современные системы работают именно с его использованием. Количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель. Наилучшим режимом работы мотора считается такой, при котором открытие форсунки происходит непосредственно перед началом такта впуска. И двигатель работает устойчиво, и достигается высокая экономия бензина. Преимущества такой топливной системы очевидны.
2. Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта. Они все открываются одновременно, несмотря на то, что находятся на впускных коллекторах «своих» цилиндров. Это несколько модернизированный моновпрыск, несмотря на то, что форсунок несколько, управление ими происходит так, будто установлена всего одна. В общем, такие конструкции надёжны и работа их стабильна, но по характеристикам уступают более современным конструкциям.
3. Попарно-параллельный впрыск топливной смеси немного отличается от предыдущего. Главное отличие — открываются не все форсунки разом, а парами. Одна пара открывается перед впуском, вторая — перед выпуском. Именно так обычно работает впрыск. Из употребления такие системы вышли давно, но, например, если выходит из строя датчик фаз, современные инжекторы переходят в аварийный режим (попарно-параллельный впрыск происходит вместо фазированного, так как без параметров этого датчика работа невозможна).
4. Системы непосредственного впрыска топлива имеют высокую стоимость, но и надёжность у них завидная. Экономичность и мощность двигателя на высоком уровне, регулировка подачи топливовоздушной смеси максимально точная. Мотор может быстро изменить режим работы. Электромагнитные форсунки устанавливаются в ГБЦ, смесь распыляется непосредственно в камеру сгорания цилиндра (отсюда и название системы).

В конструкции отсутствует впускной коллектор и клапан. Реализация конструкции довольно сложная, так как в ГБЦ на каждый цилиндр есть отверстия под свечи, клапаны (2 или 4, в зависимости от типа мотора). Элементарно не хватает места для установки форсунки.

Изначально такие системы впрыска устанавливались на габаритные и мощные двигатели, на бюджетных их не встретить. И ремонт таких систем выливается в круглую сумму.

За счет чего он работает?

Инжекторные двигатели работают тактами; каждый такт обеспечивает операцию:

1. Заполнение горючим цилиндров.
2. Сжатие его поршнем для сгорания.
3. Рабочий ход — получение механической энергии путем детонации горючего вещества.
4. Вывод переработанного сырья в атмосферу.

Наиболее востребованными автопромом являются 4-х тактные ДВС на бензиновой тяге. На их примере изучим принцип работы инжекторного двигателя.

При первом такте поршень максимально опускается вниз — через клапан подается перемешанный с воздухом бензин. Далее, поршень поднимается до упора, закрывая клапан и сжимая смесь. После этого свеча отсекает искру — она запускает детонацию сдавленного вещества.

Повышение температуры в камере и образование газов продвигают поршень вперед, а коленвал за счет инерции возвращает его на верхнюю позицию. При высокой скорости оборотов давление нагнетается еще больше, открывается выходной клапан. Продукты переработки бензина устремляются к нему.

Для более рационального функционирования используется комплекс датчиков, которые определяют получаемую на механизмы нагрузку, рассчитывают порции компонентов детонирующей смеси для обеспечения движения с циклом, равным такту.

Программная «начинка» их устроена так, что каждый срабатывает параллельно режимам мотора, отслеживает изменения в циклах и подстраивается под них. Такая функциональность позволяет подстраивать расход горючего под индивидуальный стиль вождения, повысить КПД.

Система датчиков инжекторных двигателей

Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.

1. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
2. Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
3. Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
4. Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
5. Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
6. Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
7. Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
8. Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.

Каталитический нейтрализатор

Это устройство позволяет сократить в выводимых газах содержание веществ, как окиси углерода и азота, за счет преобразования их в углеводороды. Не управляется ЭБУ, но взаимодействует с центром обработки через датчик, определяющий процент кислорода в выхлопных скоплениях. При избыточной подаче горючего контроллер получает сведения от датчика и корректирует ее.

В нейтрализаторе установлены керамические элементы со встроенными катализаторами:

• окислительными (платиновый и палладиевый);
• восстановительным родиевым;
• селективными;
• накопительными.

На заметку: этилированный бензин губителен для работы нейтрализаторов, а заправочные вещества с высоким содержанием серы приведет в негодность элементы накопительной катализации!

Исполнительные механизмы инжекторных систем

По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:

1. Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
2. Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
3. Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
4. Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
5. Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.

Частые неисправности инжектора

Так как инжектор является сложной многокомпонентной системой, со временем отдельные элементы могут выходить из строя. Главной задачей инжектора является максимально возможная эффективность сгорания топлива, которая достигается благодаря поддержанию строго определенного состава рабочей смеси топлива и воздуха.

1. В результате любой сбой в работе электронных датчиков приводит к дисбалансу в работе всей инжекторной системы, могут плавать обороты на холостом ходу или в движении, двигатель может троить или не заводиться, отмечается изменение цвета выхлопа и т.д. В отдельных случаях ЭБУ может перевести мотор в аварийный режим. Силовой агрегат в такой ситуации не набирает обороты, на приборной панели горит «check» и т.п.
2. Еще одной причиной неисправностей инжектора является загрязнение фильтрующих элементов в системе топливоподачи или самих инжекторных форсунок в результате использования бензина низкого качества. Для поддержания работоспособности топливный фильтр нужно своевременно менять. Не меньше внимания, особенно на автомобилях с пробегом более 50-70 тыс. км, заслуживает сетка-фильтр бензонасоса. Указанную сеточку бензонасоса рекомендуется менять или чистить. Также желательно один раз в несколько лет мыть топливный бак параллельно замене или очистке указанной сетки-фильтра грубой очистки топливного насоса.
   Отметим, что важно определять и устранять неисправность инжектора своевременно, так как сбои в его работе могут существенно ухудшить общее состояние ДВС и привести к другим поломкам. Что касается засорения топливных форсунок, в этом случае двигатель хуже заводится, теряет мощность и начинает расходовать больше топлива. Нарушение формы факела распыла топлива (особенно в моторах с прямым впрыском) приводит к локальным перегревам, детонации двигателя, прогарам клапанов и т.д.
3. Также форсунки могут «лить» топливо, то есть не закрываться после прекращения импульса от ЭБУ. В этом случае избытки топлива попадают в камеру сгорания, затем могут проникать в выпускную систему и в систему смазки двигателя через неплотности в местах установки поршневых колец. В таких ситуациях сильно страдает весь двигатель, так как бензин разжижает масло и смазка нагруженных деталей ухудшается. Наличие топлива в выхлопной системе выводит из строя каталитический нейтрализатор (катализатор), который очищает отработавшие газы от вредных соединений.

Для предотвращения неисправностей инжектора форсунки необходимо периодически очищать. Дело в том, что наличие фракций и примесей в бензине постепенно загрязняет инжекторы, что и снижает их производительность, а также нарушает качество распыла топлива. Почистить форсунки можно двумя способами: со снятием или прямо на машине. Процедура очистки инжекторных форсунок на автомобиле предполагает то, что через инжекторы пропускается специальная промывочная жидкость для чистки инжектора. Способ заключается в том, что от топливной рампы отсоединяется топливная магистраль, после чего вместо бензонасоса в систему начинает качать промывочную жидкость специальный компрессор вместо бензонасоса.

Еще одним вариантом чистки инжектора является очистка со снятием форсунок в ультразвуковой ванне или на специальном промывочном стенде. Что касается ультразвука, форсунки помещаются в специальный аппарат или ванну, где волновые колебания «разбивают» отложения. Промывка форсунок со снятием на стенде представляет собой процедуру, когда имитируется работа форсунок в двигателе, при этом вместо бензина через них пропускается промывочная жидкость. Отметим, что каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, о которых можно прочитать в нашей отдельной статье о промывке форсунок.

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.

А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).

При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.

Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.

Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.

Типы инжекторных форсунок

Инжекторные форсунки различаются по способам впрыска:

1. Электромагнитная;
2. Электрогидравлическая;
3. Пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка – довольно проста и ставится на бензиновые моторы (в большинстве случаев). Ею оснащают и двигатели с непосредственным впрыском. Ее главными составными частями являются оснащенный иглой электромагнитный клапан, а также сопло. В процессе функционирования на обмотку клапана подается электрический разряд. Частотой его подачи ведает специальный электронный блок управления. В ходе процесса происходит образование электромагнитного поля. Оно втягивает иглу, освобождает сопло и происходит впрыск, причем делается это одновременно со сжиманием пружины, которая разжимается после исчезновения электромагнитного поля и возвращает иглу в исходное положение.

Электрогидравлическая форсунка – применяется на дизельных моторах (в том числе с системой Common Rail). Основные элементы данной форсунки – это камера управления, дроссели (впускной и сливной) и электромагнитный клапан. Работают они благодаря разнице в давлении солярки на форсунку и поршень: иглу форсунки топливо прижимает к седлу, тогда как электромагнитный клапан закрыт (обесточен).

Когда блок управления открывает клапан, открывается и дроссель (сливной). Далее происходит заполнение топливной магистрали соляркой, вытекающей через дроссель. При этом начинает уменьшаться давление дизтоплива на поршень, тогда как на игле оно остается прежним. Из-за этого игла приподнимается и осуществляется впрыск.

Пьезоэлектрическая форсунка – это наиболее совершенный (в техническом отношении) вариант. Как правило, ею оснащают дизельные движки. У нее немало достоинств, среди которых скорость работы (по сравнению электромагнитным устройством она быстрее в 4 раза), а также предельно точная и выверенная дозировка. В данном случае применяется пьезокристалл, который изменяет свою длину под напряжением. Это устройство состоит из толкателя, пьезоэлемента, клапана и иглы.

Принцип работы схож с электрогидравлической форсункой. Здесь также применена схема с разницей в давлении топлива. Электрический ток удлиняет пьезоэлемент, который давит на толкатель. В результате переключающий клапан открывается, и топливо вливается в магистраль. Давление на иглу уменьшается, и она отходит вверх, производя впрыск.

Как это работает

Инжектор служит для осуществления подачи топливной смеси исключительно посредством прямого топливного впрыска, который осуществляется через одну или несколько форсунок. Топливо попадает изначально во впускной тракт мотора или же напрямую в рабочий цилиндр силового агрегата. Все авто, оснащенные такой инновационной системой питания, называют инжекторными. Классификация такого впрыска всегда зависит строго от того, какой именно принцип действия, место расположения узла, а также количества форсунок. Что касательно моновпрыска, то эта система примечательна тем, что смеси осуществляется исключительно одной форсункой во все работающие цилиндры ДВС.

Чаще всего такая инновационная система питания мотора автомобиля монтируется на , то есть на место, где обычно устанавливали такое устройство, как карбюратор. В отрасли автомобилестроенич данная система уже не востребована и считается устаревшей. Многие современные машины оснащены системами , то есть на каждый цилиндр приходится по одной форсунке.

В таком случае одна из форсунок срабатывает на впрыске, а другая на выпуске. Чаще всего этот тип впрыска применяется на этапе запуска силового агрегата, а также при неисправностях именно датчика положения распредвалов.

Принцип работы инжектора любого автомобиля всегда базируется на применении сигналов, приходящих на форсунки с микроконтроллера, а они считывают данные с многочисленных электронных датчиков. Они собирают данные о интенсивности вращения коленчатого вала, мгновенном расходе воздуха, температуры мотора, а также положении дроссельной заслонки.

Центральный контроллер обрабатывает все эти данные и уже потом определяет, как именно осуществлять подачу топлива и когда это делать, а также управлять зажиганием топливной смеси. Из этого следует, что система современного инжектора постоянно меняет алгоритм работы с учетом показаний многочисленных датчиков.

Полезные советы

Если в вашем распоряжении оказался автомобиль с инжекторным двигателем, то используемая здесь система распределения топливовоздушной смеси предполагает соблюдение некоторых правил и рекомендаций.

Это позволит поддерживать работоспособность силовой установки, сохранять её в целостности, избегать характерных неисправностей и предотвращать дорогостоящий ремонт.

Рекомендуется менять на двигателе топливный фильтр. Такая процедура осуществляется не реже 1 раза на каждые 15 тысяч километров пробега. Обязательно периодически нужно очищать форсунки. Если опыта и навыков по самостоятельной очистке нет, лучше доверить эту процедуру специалистам. Чистка форсунок осуществляется с периодичностью около 30-40 тысяч километров. Также для уверенной и безотказной работы инжектора большая роль отводится используемому топливу. Чем выше качество горючего, тем меньше проблем возникнет в работе инжекторной системы. Для профилактики часто применяются очистители, которые удаляют загрязнения в топливной системе. Их добавляют непосредственно в само горючее. Но подобные присадки актуально использовать на новых автомобилях, а также после проведения глубокой очистки

Присадки профилактические, и об этом важно помнить. Нет необходимости в подобных добавках, когда форсунки уже загрязнены

Сначала их нужно очистить. А уже для дальнейшего предотвращения сильного загрязнения допускается периодически заливать в бак присадки. Никогда не ждите, пока автомобиль начнёт проявлять симптомы загрязнения форсунок. Опытные автомобилисты отмечают, что такую процедуру лучше проводить заранее. При тех условиях эксплуатации, которые актуальны для большинства регионов России, промывать форсунки следует перед каждым вторым плановым техобслуживанием. Если вы используете промывочные жидкости, чтобы очистить форсунки, делать это нужно перед заменой масла в двигателе.

Замена топливного фильтра

Уход за инжектором является прямой обязанностью каждого автовладельца. Грамотная эксплуатация, своевременная профилактика и очистка позволит сохранить работоспособность двигателя в течение длительного времени.

Инжекторы действительно являются лучшим вариантом для ДВС в настоящее время. Несмотря на имеющиеся недостатки, преимущества объективно превосходят их. Тут главное рационально использовать те возможности, которые даёт инжекторная система, а также правильно распоряжаться моторесурсом.

Как устроен инжектор автомобилей ВАЗ

На все модели, от устаревшей ныне классики, до современных Ларгуса и Калины, устанавливают инжекторную систему, скомпонованную по одному принципу.

1. Информацию, которая необходима для дозирования топлива, впрыска горючего в цилиндры и создания искры зажигания поставляют датчики:

• массового расхода воздуха (ДМРВ);
• положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
• холостого хода (ДХХ);
• температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ);
• положения коленчатого вала (ДПКВ);
• детонации (ДД);
• кислорода (ДК).

1. Анализ информации и управление исполнительными устройствами осуществляет контроллер инжектора.
2. К исполнительным устройствам относят:

• топливные форсунки;
• систему зажигания.

Контроллер собирает информацию со всех датчиков и определяет алгоритм работы двигателя. Используя встроенную программу (прошивку), он определяет, сколько топлива нужно для каждого цилиндра, чтобы мотор работал в оптимальном режиме. В соответствии с показаниями (ДПКВ) контроллер определяет время впрыска в каждый цилиндр, а также время образования искры. С помощью (ДК) и (ДД) контроллер определяет, насколько полно сгорает топливовоздушная смесь и при необходимости корректирует количество топлива и угол опережения зажигания (УОЗ). На автомобилях с установленными бортовым компьютером (БК) устанавливают датчик расхода топлива (ДРТ) и электронный спидометр. С помощью информации с этих устройств БК определяет количество горючего, которое двигатель использовал за единицу времени (минута, час, сутки) или какое-то (обычно 100 км) расстояние.

Выбираем между двумя типами

Как ни странно, но сказать точно, что лучше: инжектор или карбюратор однозначно нельзя. В этом вопросе нужно ориентироваться на свои предпочтения и на то, что конкретно вы хотите получить от машины. Если вы живете далеко от города и СТО, то гораздо практичней отдать предпочтение подержанной машине с классической системой питания. В случае поломки, используя простейший инструмент и опыт, вы быстро исправите поломку и поедете дальше. А если навыков в подобном ремонте нет, то они быстро появятся, так как ничего сверхсложного в этом нет.

Как правило, такие станции присутствуют в достаточно больших городах, при этом если поломка серьезная, то есть вероятность, что своим ходом машина не доберется до места назначения. В этом плане преимущество карбюратора очевидно, но этот нюанс актуален лишь для тех, кто часто ездит далеко от города или вовсе живет в глуши.

Если вы среднестатистический городской житель, то сверх надежности и ремонтопригодности вам не требуется. Здесь автосервисы располагаются на каждом шагу и переживать особого повода нет. Поэтому покупать классический автомобиль и мучаться по утрам запуская и прогревая мотор точно не стоит. Учитывая современный ритм жизни – на утреннюю поездку на работу у вас будет уходить слишком много времени.

Подводим итоги

Еще один немаловажный фактор, который оказывает влияние на выбор – экономичность автомобиля. В большинстве своем инжекторные системы намного экономичнее, чем карбюраторные и именно этот факт зачастую определяет решение автолюбителя. Чтобы настроить карбюратор на такую же экономичную работу, потребуются услуги крайне умелого мастера, а работать с этой старой техникой могут далеко не все. Если говорить в целом, то многое зависит еще и не от машины, а от того как следит за машиной и как водит авто его хозяин.

Подводя итоги стоит сказать, что выбор следует делать осознанно: нужно выбрать, какие положительные черты вам подходят больше и с какими недостатками вы готовы смириться. В этом случае выбор действительно зависит от конкретной ситуации и целей, для которых выбирается машина.

Источник https://avtokart.ru/dvigateli/inzhektor-foto.html

Источник https://toyota-chr2.ru/sovety/inzhektor-eto.html

Источник

Источник