Двигатель внутреннего сгорания - весьма сложный и технологичный агрегат. С годами его конструкция совершенствуется, появляются новые системы и механизмы. Еще недавно на улицах можно было встретить карбюраторные автомобили. Сейчас даже «девятки» ездят на инжекторе. Считается, что это более современная система питания, которая позволяет увеличить производительность силового агрегата и снизить расход топлива. Не каждый знает, как работает инжектор. Что это такое, из чего состоит — узнаем из данного материала. Также рассмотрим особенности данной конструкции и принципы ее работы.

Характеристика

Название происходит от английского слова Inject, что дословно переводится как «впрыскивать». Что это такое - инжектор?

Это специальная форсунка, что устанавливается на двигатель внутреннего сгорания и является частью его системы питания, более усовершенствованный аналог карбюратора. Основная задача клапана инжектора - это распыление топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

Впервые такая система была внедрена в начале 50-х годов на двухтактном двигателе купе Goliath 700. Спустя небольшое время начала появляться на «Мерседесах» (в том числе на модели 300 SL). Однако массовое вытеснение карбюраторов произошло лишь в 70-х годах. Немецкие производители начали использовать механический инжектор (также известный как «К-Джетроник»). С годами система получила электронное управление.

Инжектор на ВАЗе

До автомобилей ВАЗ он добрался лишь в нулевых годах. Первым автомобилем с таким мотором стала отечественная «десятка». Далее производитель начал устанавливать инжектор на ВАЗ-2114, 21099 и прочие модели. Эра карбюраторов прекратила свое существование.

Устройство инжектора

Если рассматривать саму форсунку, то она состоит из нескольких элементов:

• Фильтра тонкой очистки.
• Нажимной пружины.
• Электромагнита.
• Коннектора.
• Обмотки электромагнита.
• Резиновых уплотнителей.
• Иглы-клапана.
• Защитного кожуха.

Находится она между топливной рейкой и впускным коллектором.

Кроме этого, форсунка взаимодействует со следующими деталями:

• Топливным насосом (погружного типа, с электрическим приводом).
• Регулятором давления.
• Электронным блоком (основной управляющий элемент).
• Различными датчиками (температуры ДВС и концентрации СО в газах).

В зависимости от типа, инжектор (что это такое, мы уже знаем) может осуществлять подачу топлива напрямую в цилиндр либо во впускной коллектор. Последняя схема практиковалась на автомобилях с моновпрыском. Но вскоре автопроизводители перешли на более усовершенствованный, распределенный впрыск. В таком случае для каждого цилиндра стоит своя форсунка.

Принцип работы любого инжектора (8-клапанного ВАЗа в том числе) состоит в подаче бензина с воздухом через специальный клапан. А далее эта смесь поджигается свечей в камере, и поршень производит полезную работу.

Типы распределенного впрыска

Существует несколько способов подачи топлива на автомобилях с распределенным впрыском:

• Одновременный. В таком случае все инжекторы одновременно подают порцию бензина.
• Парно-параллельный. Клапан форсунок открывается парно. Так, одна открывается перед выпуском, другая - перед впрыском.
• Фазированный. В данном случае клапан инжектора открывается перед тактом впрыска.
• Прямой. Здесь подача смеси осуществляется прямо в камеру сгорания.

Чтобы состоялся впрыск, необходимо обеспечить в конструкции соответствующее давление. Его вырабатывает погружной электрический бензонасос. Находится он в баке. А количество подаваемого топлива и момент открытия клапана регулируются электронным блоком управления и датчиками, считывающими необходимую информацию.

На современных авто работа инжектора (2110 ВАЗ — не исключение) зависит от установленной в ЭБУ программы. Она может быть «залита» нештатно. Если речь идет об отечественных ВАЗах, то это «Январь» (обычно версии 5,1). Для чего это делается? Перепрошивка электронного блока позволяет более рационально использовать топливо и энергию для работы и движения автомобиля. В результате инжектор на 8 клапанов работает не хуже, чем 16-клапанный.

О вспомогательных элементах

Одного блока управления недостаточно для корректной работы инжектора. Поэтому такие авто оснащаются дополнительно каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом. Для чего нужен первый элемент? Он необходим для дожигания несгоревшего бензина, который вылетает из камеры вместе с отработавшими газами (последние также фильтруются, проходя сквозь соты внутри). Ресурс катализатора составляет около 120 тысяч километров. Часто соты элемента оплавляются, и газы не в состоянии пройти через них в полной мере. Это происходит из-за обогащенной смеси, которую подает инжектор. Что это такое? Данная смесь имеет большую концентрацию топлива в себе, нежели положено нормой. Ввиду этого часть бензина догорает в выпускной системе.

Лямбда-зонд тоже взаимодействует с инжектором. Что это такое? Это датчик, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Устанавливается он в выхлопной системе. На основании показаний лямбды блок определяет, в какой пропорции готовить смесь инжектору. В идеале значение должно составлять около единицы. Если показания не соответствуют норме, смесь будет богатой или бедной. В обоих случаях это вредно для двигателя.

Неисправности

Существуют ли неисправности у инжектора? Несмотря на свою технологичность, эта система тоже имеет свои слабые места. Так, инжектор сильно подвержен загрязнениям. Он плохо «переваривает» бензин сомнительного происхождения. Часть отложений остается внутри форсунки. Это происходит при испарении топлива после выключения ДВС. Так, форсунка остается все еще «мокрой». Пары бензина испаряются, а более тяжелые фракции остаются внутри. Они не в состоянии пройти через сетку, из-за чего форсунка начинает лить, а не распылять топливо. Это заметно при работе силового агрегата. Мотор начинает троить, не держит обороты, а машина плохо идет на разгон.

Можно ли вернуть нормальную работу инжектора? Для этого необходимо произвести его чистку. Процесс выполняется двумя способами:

• На месте, не снимая форсунки. В данном случае используется специальная присадка в бак.

Она смешивается с топливом и по идее разжижает грязь на сетке. Но, как показывает практика, результат от такого применения оставляет желать лучшего. Вдобавок, можно повредить резиновые элементы системы и насос, поскольку присадка содержит в себе много химии и весьма агрессивна.

• Со снятием и разборкой. Это более эффективный метод. Но такую чистку лучше производить на стенде. В последнее время популярной стала ультразвуковая чистка инжектора. Как отмечают отзывы, она весьма эффективна. С инжектора удаляется вся грязь и ненужный налет.

Протекание форсунок

Перечисляя неисправности, стоит отметить такую вещь, как протекание форсунок. Инжектор становится негерметичным ввиду износа седла клапана. Это происходит на пробеге за 200 тысяч. Также форсунка течет из-за попадания нагара между седлом или иглой. В результате клапан не в состоянии полностью закрыться, и часть топлива проникает в камеру сгорания. Это сопровождается повышенным расходом топлива, неприятным запахом выхлопа и падением мощности двигателя.

Какой инжектор выбрать?

Если предстоит покупка подержанного авто, стоит поинтересоваться, какой впрыск у данного двигателя. Много автомобилей 90-х оснащены единой форсункой. Это так называемый моновпрыск. Особых проблем он не вызывает, но при возможности стоит выбирать авто с распределенным впрыском. Такая система более надежная и простая в ремонте. Какой инжектор выбирать не стоит, так это механический с приставкой «Джетроник».

Им укомплектовывали «Мерседесы» в 80-х и начале 90-х годов. Систему очень трудно настроить. Некоторые даже производят замену механического инжектора на электронный. Но стоит это около 400 долларов. Поэтому если и выбирать автомобиль с инжектором, то только с распределенным впрыском, где для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка с электронным управлением.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое инжектор, как он работает и в чем его особенности. Система весьма технологична и позволяет производить более точное смесеобразование и равномерное распыление бензина, нежели в карбюраторе. При использовании качественного топлива инжектор прослужит очень долго. Система не требует каких-либо настроек и регулировок, как карбюратор. Вдобавок на том же полуторалитровом моторе можно получить больше крутящего момента и снизить расход. Поэтому такая система обрела столь широкую популярность и признание среди автомобилистов.

Внутреннего сгорания (ДВС) основан на сгорании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. При этом высвобождающаяся энергия преобразуется за счет движения поршней в механическую энергию. Дозированное количество топлива обеспечивается карбюратором или специальным устройством – инжектором. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Рабочий принцип инжекторного двигателя прост – подача в нужный момент времени нужного количества топлива в нужное место.

Как работает ДВС

Чтобы ясно понимать различие между двумя типами силовых устройств, необходимо предварительно коснуться того, как вообще работает ДВС. Существует несколько отличающихся типов, из которых самыми распространенными будут:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. газодизельные;
4. газовые;
5. роторные.

Принцип работы мотора лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них – четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую осуществляется за четыре такта.
Устройство двигателя таково, что последовательность выполнения тактов следующая:

• впуск – заполнение цилиндров топливом:
• сжатие – подготовка топлива к сгоранию;
• рабочий ход – преобразование энергии сгорания в механическую;
• выпуск – удаление продуктов сгорания топлива.

Для обеспечения работы двигателя у каждого из них своя задача. Во время первого такта поршень опускается из верхнего положения до крайнего нижнего, открывается клапан (впускной) и цилиндр начинает заполняться топливно-воздушной смесью . Во втором такте клапана закрыты, а движение поршня происходит от нижнего положения к верхнему, смесь в цилиндре сжимается. Когда он доходит до верхнего положения, на свече проскакивает искра и поджигается смесь.

При ее сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет двигаться поршень от верхнего положения к нижнему. После его достижения под действием инерции вращения коленвала поршень начинает двигаться опять вверх, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выводятся наружу из цилиндра. Когда поршень дойдет до верхнего положения, закрывается выпускной, но зато открывается впускной клапан и весь цикл работы повторяется.

Все описанное выше можно увидеть на видео

О карбюраторе, его достоинствах и недостатках

Здесь необходимо сделать небольшое дополнение. Раз мы рассматриваем бензиновый мотор, то в нем подача бензина в цилиндры двигателя возможна различными способами. Исторически первой была разработана подача и дозировка бензина при помощи карбюратора. Это специальное устройство, которое обеспечивает необходимое количество топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндрах.


Топливно-воздушной называется смесь воздуха и паров бензина. Она приготавливается в карбюраторе, специальном устройстве, для их смешивания в нужной пропорции, зависящей от режима работы двигателя. Будучи достаточно простым по своему устройству, карбюратор длительное время успешно работал с бензиновым мотором.
Однако по мере развития автомобиля выявились недостатки, с которыми в сложившихся к тому времени условиях уже было трудно мириться разработчикам двигателя. В первую очередь это касалось:

• топливной экономичности. Карбюратор не обеспечивал экономного расходования бензина при внезапном изменении режима движения машины;
• экологической безопасности. Содержание в отработанных газах токсичных веществ было достаточно высоким;
• недостаточной мощности двигателя из-за несоответствия ТВС режиму движения автомобиля и его текущему состоянию.

Чтобы избавиться от отмеченных недостатков был реализован иной принцип подачи топлива в мотор – с помощью инжектора.

Про инжекторные моторы

У них есть еще одно название – впрысковые двигатели что, в общем-то, никоим образом не изменяет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализуемый в работе дизеля. В двигатель в нужный момент через форсунки инжектора впрыскивается строго дозированное количество топлива, и оно поджигается искрой со свечи, хотя при работе дизеля свеча не используется.


Весь цикл четырехтактного ДВС, рассмотренный ранее, остается неизменным. Основное отличие в том, что карбюратор готовит ТВС за пределами двигателя, и она потом поступает в цилиндры, а у инжекторного двигателя последних моделей бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

Как это происходит, можно в деталях увидеть на видео

Подобное устройство мотора позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора обеспечивает по сравнению с карбюраторным вариантом следующие преимущества мотору:

• повышение мощности на 7-10%;
• улучшение показателей топливной экономичности;
• снижение уровня токсичных веществ в составе выхлопных газов;
• обеспечение оптимального количества топлива, зависящее от режима движения автомашины.

Это только основные достоинства, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого достоинства есть и свои недостатки. Если карбюраторный мотор чисто механический и его можно отремонтировать практически в любых условиях, то для управления инжекторным требуется сложная электроника и целая система датчиков, из-за чего работы (регламентные и ремонтные) необходимо проводить в условиях сервисного центра.

Устройство впрыска

Если посмотреть, как выглядит устройство ДВС с впрыском вместо карбюратора, то можно выделить:

• контроллер впрыска – электронное устройство, содержащее программу для работы всех составных узлов системы;
• форсунки. Их может быть как несколько, так и одна, в зависимости от используемой системы впрыска;
• датчик расхода воздуха, определяющий наполнение цилиндров в зависимости от такта. Сначала определяется общее потребление, а потом программно пересчитывается необходимое количество для каждого цилиндра;
• датчик дроссельной заслонки (ее положения), устанавливающий текущее состояние движения и нагрузку на двигатель;
• датчик температуры, контролирующий степень нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя и при необходимости начинается работа вентилятора обдува;
• датчик фактического нахождения коленчатого вала обеспечивающий синхронизацию работы всех составных узлов системы;
• датчик кислорода, определяющий его содержание в выхлопных газах;
• датчик детонации контролирующий возникновение последней, для ее устранения по его сигналам меняется значение опережения зажигания.

Вот примерно так выглядит в общих чертах система, обеспечивающая впрыск топлива, принцип работы должен быть вполне понятен из ее состава и назначения отдельных элементов.

Виды впрысковых систем

Несмотря на достаточно простое описание работы инжекторного мотора, приведенное ранее, существует несколько разновидностей, осуществляющий подобный принцип работы.

Одноточечный впрыск

Это самый простой вариант реализации принципа впрыска. Он практически совместим с любым карбюраторным двигателем, разница заключается в применении впрыска вместо карбюратора. Если карбюратор во впускной коллектор подает ТВС, то при одноточечном впрыске во впускной коллектор впрыскивается через форсунку бензин.

Как и в случае с карбюраторным мотором, при такте впуск двигатель всасывает готовую топливно-воздушную смесь, и его работа практически не отличается от работы обычного двигателя. Преимуществом такого мотора будет лучшая экономичность.

Многоточечный впрыск

Представляет дальнейший этап совершенствования инжекторных моторов. Топливо по сигналам от контроллера подается к каждому цилиндру, но тоже во впускной коллектор, т.е. ТВС готовится вне цилиндра и уже в готовом виде поступает в цилиндр.
В таком варианте реализации принципа инжекторного двигателя возможно обеспечить многие из преимуществ, присущие впрысковому двигателю и отмеченные ранее.

Непосредственный впрыск

Является следующим этапом развития инжекторных двигателей. Впрыск топлива выполняется прямо в камеру сгорания, чем обеспечивается наилучшая эффективность работы ДВС. Итогом такого подхода является получение максимальной мощности, минимального расхода топлива и наилучших показателей экологической безопасности.

Инжекторный ДВС является следующим этапом в развитии бензинового мотора, значительно улучшающий его показатели. В моторах, использующих систему впрыска топлива, возрастает мощность, а также экономическая эффективность их работы, они отличаются значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду.

Инжектор стал логичным развитием системы впрыска автомобиля, когда последующее усовершенствование карбюратора для выполнения экологических норм было нецелесообразным. Принудительное дозирование впрыскиваемого топлива превосходит карбюратор по экономичности, экологичности и мощностным характеристикам. Рассмотрим, принцип работы инжектора, а также устройство инжекторной системы питания.

Виды системы

Свое название инжекторная система впрыска топлива получила от устройства, которое отвечает за распыление бензина – инжектора (от англ. Injection – впрыск, injector – форсунка). Система питания такого типа устанавливалась на самолеты еще в 20-х годах прошлого столетия. Что примечательно, уже тогда это был непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя. Основное внимание уделим развитию вариациям системы Motronic, в которой за подачу топлива и регулировку угла зажигания отвечает (далее ЭБУ или ECU).

Single Point fuel Injection

Одноточечный тип впрыска, более известный как моновпрыск, является переходной технологией, которая позволила многим автопроизводителям задешево перейти от карбюраторной системы питания к инжектору.

Иными словами, вместо карбюратора над впускным коллектором начал устанавливаться агрегат центрального впрыска топлива. Система имела ряд преимуществ, поскольку ЭБУ позволял более точно дозировать бензин.

Принцип работы инжектора построен на следующих элементах:

1. – топливный бак с расположенным в нем топливным насосом;
2. – фильтрующий элемент для очистки топлива;
3. – центральный агрегат впрыска. 3а – датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ); 3б – регулятор, отвечающий за давление топлива; 3с – форсунка инжектора; 3д – датчик температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор; 3е – регулятор положения дроссельной заслонки (в простейших вариантах конструкции привод заслонки был связан с педалью акселератора тросовым приводом);
4. – датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ);
5. – лямбда-зонд (кислородный датчик);
6. – электронный блок управления двигателем.

Принцип работы

На схеме не показан один элемент, без которого работа механизма была бы невозможной, – датчик положения коленчатого вала. Именно ДПКВ позволяет ЭБУ рассчитывать количество воздуха, поступающего в двигатель. Напомним, что количество подаваемого топлива всецело зависит от массы воздуха, поступающего в цилиндры, иначе регулировать состав топливовоздушной смеси (ТПВС) для нормальной работы бензинового двигателя невозможно. На этапе создания двигателя конструкторами рассчитывается, сколько воздуха проходит при определенной нагрузке, то есть степени открытия дросселя, и на определенных оборотах двигателя. Данные заносятся в топливную карту двигателя, которая будет записана в ЭБУ. Впоследствии при работе двигателя блок управления фиксирует обороты с помощью ДПКВ, нагрузка определяется потенциометром дроссельной заслонки, что позволяет взять из топливной карты значение, соответствующее необходимому количеству топлива. Но система идеально может работать только в лабораторных условиях, поскольку на практике атмосферное давление зависит не только от положения над уровнем моря, но и от температуры, воздушный фильтр со временем забивается, пропуская через себя меньше воздуха, засоряется и сам дроссельный узел. Для коррекции используется датчик температуры воздуха, но роль его невелика. По-настоящему на состав смеси влияет лямбда-зонд, измеряющий количество кислорода в выхлопных газах. Если кислорода слишком много, ЭБУ понимает, что смесь необходимо обогатить, и наоборот.

Характеристика

Главное преимущество одноточечного впрыска – дешевизна реализации. Недостатки:

• неравномерное наполнение цилиндров, что обусловлено месторасположением форсунки;
• «мокрый» коллектор. При открытии форсунки бензин преодолевает долгий путь до камеры сгорания. Когда коллектор холодный, топливо не испаряется, а оседает на стенках, вследствие чего смесь необходимо сильно богатить;
• лямбда-зонд хоть и позволяет корректировать ТПВС, но способ измерения массы воздуха в целом неэффективен.

Multi-Point fuel injection

Многоточечный впрыск стал значительным шагом вперед, по сравнению с одноточечным впрыском, поскольку позволил автомобилям вкладываться в нормы токсичности ЕВРО-3.

Одноточечный впрыск, ввиду неизлечимых болезней, обусловленных особенностями конструкции, мог выполнить только требования ЕВРО-2.

История эволюции систем впрыска автомобилей крайне интересна, но не она является главной темой этой статьи. Именно поэтому уделять внимание тонкостям работы таких систем управления двигателем с распределенным впрыском, как D-Jetronic, KE-Jetronic, K-Jetronic и L-Jetronic мы не будем. Устанавливать на авто перечисленные вариации перестали еще в начале 90-х, а поэтому встретить автомобиль с «живой» системой распределительного впрыска такого типа крайне сложно.

Главное отличие полноценного инжектора от моновпрыска – наличие 4-х форсунок, расположенных вблизи впускных клапанов. Компоненты инжекторного двигателя:

1. – топливный насос, который в подавляющем большинстве случаев расположен в баке;
2. – фильтр грубой очистки топлива;
3. – регулятор давления топлива, от которого к баку идет магистраль обратки для слива лишнего топлива. В некоторых авто обратная магистраль отсутствует как таковая, а регулятор топлива находится рядом с насосом в баке;
4. – форсунка. На рисунке сверху показано, как все форсунки соединены топливной рампой;
5. – расходомер воздуха;
6. – датчик температуры охлаждающей жидкости;
7. – регулятор холостого хода (РХХ);
8. – потенциометр, фиксирующий фактическое положение дроссельной заслонки (ДПДЗ);
9. – датчик частоты вращения коленчатого вала (ДПКВ);
10. – кислородный датчик;
11. – ЭБУ;
12. – распределитель зажигания.

Расчет массы воздуха

Помимо форсунок, особенностью системы является способ расчета массы воздуха. Существует всего 5 способов измерения количества воздуха, проходящего через дроссельную заслонку:

Характеристика

Преимущества распределительного впрыска на клапаны:

• равномерное наполнение цилиндров;
• использование ДМРВ или MAP-сенсора позволяет точно рассчитывать расход воздуха, что дает больше возможностей для регулировки ТПВС на всех режимах работы мотора.

Именно поэтому автомобили с полноценным инжектором всегда мощнее и экономичнее авто с одноточечным впрыском.

Непосредственный впрыск, являющийся разновидностью системы распределительного впрыска, – последнее слово в системах питания бензиновых двигателей. Главной особенностью прямого впрыска является подача топлива непосредственно в камеру сгорания.

GDI, FSI, D4 – аббревиатуры, использующиеся Mitsubishi, Volkswagen и Toyota, соответственно, для обозначения двигателей с непосредственным впрыском. Система питания таких ДВС больше походит на дизельные моторы, нежели на привычные всем ДВС цикла Отто. Устройство:

Чем обусловлена эффективность

Дороговизна и сложность производства, являющиеся главными недостатками прямого впрыска, с лихвой окупаются чрезвычайной экономичностью и мощностными характеристиками. Достигается это за счет того, что мотор может работать на 3-х основных вариантах топливной смеси (в качестве примера выбрана система GDI):

• сверхбердная смесь. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия и сгорает в непосредственной близости к свече зажигания, в то время как вокруг зоны сгорания в камере сгорания находится преимущественно чистый воздух либо смесь воздуха с выхлопными газами, за подачу которых отвечает EGR;
• стехиометрическая. Топливо подается на такте впуска, хорошо перешивается с воздухом, образуя смесь близкую к идеальному пропорциональному соотношению (14,7/1) во всей камере сгорания;
• мощностной режим, при котором ТПВС приготавливается в два этапа. Небольшое количество топлива подается на такте впуска, но основная порция впрыскивается в конце такта сжатия.

За счет подачи топлива в жидкой фазе непосредственно в камеру сгорания двигатели с прямым впрыском менее склонны к , что позволяет повысить степень сжатия и увеличить КПД двигателя.

В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё ​сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника - это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ - именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.

Так выглядит система впрыска топлива

Если сердце автомобиля - это его двигатель, то его мозг - это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:

1. управляет топливной смесью,
2. контролирует обороты холостого хода ,
3. несёт ответственность за угол опережения зажигания,
4. управляет фазами газораспределения.

Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном - проследим путь бензина от бензобака до двигателя - это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.

Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.

Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).

Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.

Как работает инжектор

Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа "регулятором подачи воздуха" в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем - он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!

Датчик массового расхода воздуха

Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.

Датчик положения дроссельной заслонки

Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.

Кислородный датчик

Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.

Датчик положения коленвала

Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива - именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.

Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:

• Датчик напряжения в электрической сети машины - нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости - ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.

На вопрос о том, как каждый водитель выбирает автомобиль для себя, ответить очень трудно. У каждого свои критерии оценки: кто-то ориентируется на свой достаток, кто-то отдает предпочтение конкретной марке автомобилей, а кто-то намертво привязан к определенным системам функционирования машины.

Так, многие, даже покупая подержанный автомобиль, все равно стремятся выбирать те модели, на которых установлен механический инжектор. Об этой системе можно отзываться по разному. Для кого-то она самая простая, а для кого-то самая проблемная. Но чтобы делать такие оценки, необходимо очень детально ознакомиться с этим устройством, что мы и собираемся сделать в сегодняшней статье.

1. Виды механических инжекторов, которые еще встречаются на старых моделях автомобилей.

Наиболее известным автомобилем, на котором раньше устанавливался механический инжектор, сегодня является «Ауди 100». Как и любая топливная система, это устройство предназначено для обеспечения бесперебойной подачи топливно-воздушной смеси в камеру сгорания двигателя. Как принудительный впрыск топлива в цилиндры, так и отслеживание параметров горючей смеси и образование этой смеси в устройстве отслеживается исключительно благодаря механическим устройствам. Только лишь на некоторых моделях авто механический инжектор совмещается с электрическими сигналами, но зачастую он лишен всякой электроники.

Ели говорить кратко, то механический инжектор – это устройство топливной системы автомобиля, которое несет ответственность за подачу топлива в цилиндры мотора. Чтобы мотор работал правильно, топливо, а вернее, топливно-воздушная смесь должна постоянно сгорать. Для этого нужно соблюдать правильные пропорции соотношения бензина и воздуха. Именно это и обеспечивает механический инжектор: благодаря безостановочному распылению топлива оно может смешиваться с воздухом в оптимальных соотношениях. Осуществляется процесс распыления в такой системе благодаря форсункам.

Однако, механические инжекторы уже давно ушли с конвейера, и на смену им пришли электронные устройства. Чем же они отличаются друг от друга? Главное отличие – сила, которая заставляет форсунки открываться и распрыскивать топливо. В механическом варианте это происходит благодаря давлению, которое специально создается в системе, а в электронном форсунки открываются благодаря электронному импульсу. Здесь и раскрывается минус механических устройств: обороты двигателя в таких автомобилях напрямую зависят от того, какое давление удерживается в топливной системе. По сути, за управление механическими форсунками отвечает дозатор механического инжектора.

Электронный инжектор – более умное устройство, потому что открыванием и закрыванием форсунок здесь «ведает» электронный блок управления автомобиля. Но все же, со временем оснащать электроникой начали и механические инжекторы. В частности, могут устанавливаться специальные датчики для контроля и корректировки подачи топлива на форсунки, ориентируясь уже не на давление в топливной системе, а на показания датчиков температуры и выхлопных газов.

Также, сам состав горючей смеси может корректироваться на основании положения педали акселератора. Но в любом случае, именно давление является основным фактором, который обеспечивает работоспособность механического инжектора. Этот показатель может находиться в пределах 4-6,5 атмосфер.

Механические инжекторы могут быть представлены в разных вариантах. Как и любое другое устройство, его неоднократно совершенствовали и меняли конструкцию. Естественно, что все изменения были направлены только на то, чтобы сделать устройство как можно лучше и практичнее. Но виды механических инжекторов не так разнообразны, и их можно назвать только три:

K-Jetronic.

Первый указанный в списке и является первым полноценным механическим инжектором, который начали активно применять в конструировании автомобилей. Именно на примере K-Jetronic мы немного ниже и расскажем об устройстве механического инжектора, поскольку все остальные виды так или иначе создавались на его основе и мало чем отличаются.

2. Принцип работы механического инжектора автомобиля.

Прежде чем посвящать вас в основные тонкости функционирования механического инжектора, стоит обратить ваше внимание на еще одно название этого устройства – моновпрыск. Только пришел первым на смену карбюраторным двигателям, а уже позднее, когда его начали модифицировать и совершенствовать, это устройство начали называть механическим инжектором. Но ближе к делу.

Используются механические инжекторы только на тех двигателях, которые работают на бензине. Основу такой системы составляет форсунка, которая открывается под давлением в топливной системе. Но не менее важным элементом этого устройства является и дроссельная заслонка. Именно благодаря ей дозируется подача воздуха в камеру сгорания, что позволяет создавать оптимальную топливно-воздушную смесь и обеспечить стабильную работу двигателя.

Вообще, принцип работы механического инжектора очень сильно критикуется. Основная причина, по которой он был снят с производства, заключается в том, что автомобили с таким устройством слишком сильно загрязняют окружающую среду. Поскольку нормы выхлопных газов за рубежом очень строго контролируются, то моновпрыск по сути стал запрещенным. Однако, при правильной настройке всех элементов, и такой инжектор может работать в соответствии со всеми экологическими нормами. В частности, очень важно, чтобы угол открытия дроссельной заслонки правильно соотносился с частотой вращения коленчатого вала.

Основными факторами, от которых зависит функционирования механического инжектора, являются таковые:

Соотношение между объемом потока воздуха и его массой;

Угол открытия дроссельной заслонки;

Показатель давления в топливной системе автомобиля.

3. Устройство механического инжектора автомобиля: основные составляющие элементы и их характеристики.

Как уже говорилось выше, рассказать об устройстве механического инжектора мы хотим на примере K-Jetronic . Познакомиться лично с ней вы можете на автомобилях «Ауди 100». Чтобы у вас сложилось полноценное представление и о работе, и об устройстве механического инжектора, мы подробно расскажем о каждом его элементе.

Данный элемент механического инжектора представляет собой совокупность камер и плунжера. Именно благодаря им и осуществляется регуляция количества бензина, который подается в цилиндры двигателя. Непосредственная регулировка осуществляется благодаря степени открытия клапанов каждой камеры.

Также, от каждой камеры к форсункам инжектора отходят специальные трубки. Когда увеличивается угол открытия дроссельной заслонки, параллельно повышается и разрежение, которое поднимает напорный диск. Поскольку он связан с плунжером при помощи рычага, плунжер также поднимается. Все это и приводит к тому, что клапан каждой камеры открывается и осуществляется подача бензина.

Несложно сделать вывод, что количество сгораемого бензина в такой системе напрямую зависит от того, сколько воздуха расходуется для создания воздушно-топливной смеси. А изменяется расход воздуха благодаря повороту дроссельной заслонки, управление которой осуществляется через педаль акселератора.

Реле температуры

Данный элемент представлен в виде биметаллической пластины. Под воздействием температуры, то есть в результате нагрева, она имеет возможность деформироваться. Когда запускается холодный двигатель, контакт реле находится в замкнутом положении. Благодаря этому сквозь него может проходить ток, который в свою очередь воздействует на клапан форсунки и дополнительно обогащает воздушно-топливную смесь. Однако под влиянием тока нагревается реле температуры, что в итоге приводит к размыканию контакта реле и отключению форсунки.

Винт качества

Чтобы двигатель автомобиля работал правильно и бесперебойно, соотношение бензина и воздуха в горючей смеси должно соответствовать строгим нормам. Вот именно эту норму и регулирует такой элемент как винт качества. Если он работает неправильно, то расход топлива может вырасти в разы. Данный винт находится в постоянном вращении, благодаря чему возможно изменение высоты подъема плунжера, а также проходного сечения клапанов всех камер распределения механического инжектора. Расположен данный винт между штоком плунжера и рычагом расходомера.

Винт количества (регулировочный винт)

Когда двигатель работает на холостом ходу, водитель не нажимает на педаль газа, что держит дроссельную заслонку в закрытом состоянии. Из всего этого следует, что в камеру сгорания двигателя не поступает воздух через привычный канал, а значит, нужен дополнительный. Роль такового и выполняет канал холостого хода, который создается благодаря регулировочному винту. Кроме того, при помощи винта количества можно менять холостые ходы двигателя автомобиля с механическим инжектором. Однако без особой надобности баловаться этим винтом не рекомендуется.

По сути, это главный элемент любой инжекторной системы. Количество форсунок строго соответствует количеству цилиндров двигателя, поскольку на каждый цилиндр приходится по одной форсунке. Они устанавливаются на цилиндры таким образом, чтобы не допускать образования пробок и одновременно с этим обеспечивать теплоизоляцию.

Если говорить об автомобиле «Ауди 100», то форсунка на его двигателе выполнена в виде механического клапана. Принцип его действия достаточно простой: чтобы попасть в цилиндр, бензину приходится преодолевать усилие пружины, которая прижимает клапан-форсунку. Усилие пружины подбирается специально, чтобы форсунка открывалась только тогда, когда уровень давления достигает 3,5 Атмосфер.

При этом впрыск топлива осуществляется периодически. Как это возможно? Просто в верхних камерах распределителя постоянно образуются кратковременные снижения давления, что и вызывает перерывы в работе форсунок. Если система исправна, то каждая форсунка срабатывает при одинаковом уровне давления.

Регулятор противодавления

Работа этого устройства базируется на том, чтобы понижать противодавление, которое возникает в распределителе. Благодаря этому открываются клапаны из камер, и поступает больше горючего. Важно отметить, что камеры распределителя разделены при помощи мембраны и классифицируются как верхние и нижние. В нижних камерах давление создается при помощи насоса, который совместно с пружиной закрывает клапаны. Если же давление упадет, то и мембрана упадет вниз, что приведет к открытию клапанов.

Элементы, которые поддерживают давление в топливной системе автомобиля

Таковыми являются устройства, которые, по сути, не совсем и относятся к конструкции самого механического инжектора. Это аккумулятор и регулятор давления в топливной системе, клапаны форсунок и бензонасос. Первый из них поддерживает величину давления на необходимом уровне после того как был остановлен горячий двигатель. Длится это в течение непродолжительного периода времени и нужно для того, чтобы не допускать образования пробок.

Что касается , то он самостоятельно регулирует давление при помощи двух клапанов: предохранительного и пропускного. Открытие пропускного клапана провоцируется достижением рабочей величины давления, а пропускной открывается только тогда, когда давление становится очень большим. Клапаны форсунок способны удерживать давление только в том случае, если оно ниже 3,5 Атмосфер.

Пусковая форсунка

Чтобы произошел запуск холодного двигателя с механическим инжектором, на Ауди 100 подача дополнительной порции бензина осуществляется при помощи электромагнитной пусковой форсунки. Ее включение осуществляется при замкнутых контактах реле температуры. Отключается она тогда, когда реле нагревается, и размыкаются его контакты. Также реле температуры может включать дополнительный клапан противодавления.

Установлена пусковая форсунка непосредственно перед дроссельной заслонкой и основными элементами инжектора. При нормальном функционировании двигателя она находится в закрытом состоянии, что возможно благодаря наличию пружины. Вот и все устройство механического инжектора. В целом оно совсем не сложное, однако, без электрического питания функционирование системы не является идеальным.

Подписывайтесь на наши ленты в