Инжекторный двигатель - что мы о нем знаем? Именно им оснащается любая современная машина. Реализация ресурса такого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) рассчитана на экономный расход топлива, минимизацию его выхлопа в окружающую среду. Проведем небольшой экскурс по изучению агрегата.

За счет чего он работает?

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 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.

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.

ЭБУ

Основная его функция - бесперебойно выдавать команды составляющим автомобиля на основании обработанной информации. В нее входят:

• факторы окружающей среды (температура, влажность, пр.);
• степень нагрузки на механику (при подъеме на горку, передвижение по плохой дороге, др.);
• режим мотора (холостой/скоростной ход, учет нагрузки при переходе на полный привод, т. д.).

При несовпадениях исходной программе компьютер задает исполняющим элементам корректировки. Блок способен проводить диагностику. Об отказе любого механизма-исполнителя, его некорректном функционировании водитель оповещается путем индикации CheckEngine на приборной панели. Сведения об ошибках собираются в памятном отделе, что при серьезных поломках помогает их оперативному обнаружению и устранению.

Виды заложенных устройств памяти:

• Однократно программируемое постоянное запоминающее (ППЗУ) - содержит базовый программный код («мозг» автомашины). Его чип находится на плате панели, при выходе из строя легко меняется новым. При любых сбоях вложенные коды остаются храниться на нем.
• Оперативное запоминающее (ОЗУ) - временный резервуар, применяемый для обработки задач по текущему сеансу. Устройство впаяно к плате; по прекращению подачи электричества из аккумулятора вся информация с него стирается.
• Электрически программируемое (ЭПЗУ) - содержит временные данные и кодировку средств защиты от угона. В качестве питания использует вшитый аккумулятор, подзаряжаемый при движении. Через него сравниваются вшитые коды электронной блокировки и те же параметры иммобилайзера. При их несовпадении запуск инжекторного двигателя невозможен.

Форсунки

Через них производится выплеск порций топливной массы в коллекторное и цилиндровое отделения, причем открытие/закрытие клапана в течение секунды повторяется многократно.

По способу аппаратного управления и используемого количества деталей подразделяют на категории:

1. Дроссельный моновпрыск (TBI)- подача сырья для детонации осуществляется одной деталью. Подаваемая струя не синхронизируется со срабатыванием клапана впуска. Управляющие сигналы на форсуночное сообщение производятся из внутриколлекторного чипа. Принцип распространен на старых моторах 90-х годов выпуска.
2. Впрыск с распределением (MFI) - используется во всех современных автомобилях с бортовым компьютером. Передача горючего происходит комплектно: одна форсунка - один цилиндр. Форсунковый блок крепится поверх коллектора, а весь процесс синхронизируется с ЦБУ, согласно с тем, как работает система зажигания инжекторного двигателя. При сравнении сводных характеристик предшественников - КПД увеличен до 10%.

MFI-элементы по подаче струи бывают: электрогидравлические, электромагнитные, пьезоэлектрические. Они применяются при распределении впрыска:

• Одновременном (синхронное наполнение всех цилиндров);
• Попарно-параллельном - одна пара поршней принимает нижнее положение, другая - верхнее. Залив топлива и вывод продуктов сгорания производятся так же;
• Двухстадийном (фазовом)- передача горючего в камеры сгорания производится в две операции.
• Непосредственном - применяется в конструкциях моторов, подразумевающих сжигание сверхобедненного кислородом состава.

Важный факт: технология TBI сегодня практически не распространена, так как она менее экономичная и ненадежная!

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!

Датчики

Слаженную работу всех механизмов инжекторных двигателей обеспечивают показания мини-приборов, закрепляемых на агрегатных исполнителях. Каждое устройство замеряет параметры контролируемого участка и передает их в ЭБУ.

Встроенные датчики ® :

1. ДМРВ (R массового расхода воздуха) - крепится на входе в воздушный фильтр. Функционирует по принципу сравнения показаний. Через 2 нити платины поступает ток. Меняется сопротивление (зависит от температуры). При этом одна нить свободно обдувается, вторая - герметично укрыта. За счет появившейся разницы ЭБУ производит подсчет.
2. ДАД (R абсолютного давления и температуры в двигателе) - комбинируется или ставится отдельно от предыдущего. Состоит из 2 камер: одна герметична (внутри вакуум), вторая подводится напрямую к камере коллекторного впуска. Промеж камер проходит диафрагма, закреплены пьезоэлементы, которые создают напряжение при ее движении.
3. ДПКВ (R положения коленчатого вала) - устанавливается в виде магнитной гребенки на шкиве коленвала. Он обустроен 58 зубцами и 2 зазорами, равными шагу зуба. Зубцы движутся в медной обмотке, что при взаимодействии с намагниченным сердечником образует индукционное напряжение - оно зависит от скорости оборотов шкива.
4. ДФ (R фаз) - содержит диск с катушкой и прорезь. Прорезь обращается к прибору - выходное напряжение уравнивается с нулем. Одновременно достигается верхняя мертвая точка сжатия в первом цилиндре. Благодаря этому, центральный блок выдает напряжение в нужный цилиндр для зажигания, управляет тактами.
5. ДД (R детонации) - им обустроен блок цилиндров. В момент детонации по нему проходит вибрация. В основе передачи информации лежит генерация напряжения свободного тока - оно увеличивается при большей вибрации.
6. ДПДЗ (R положения дроссельной заслонки) - при опорном напряжении в 5 V происходит его увеличение или падение, за счет изменения поворотного угла заслонки.
7. ДТОЖ (R температуры охлаждающей жидкости).
8. Датчик кислорода - для разных конструкций внедряется единично или парой. Снимает замеры свободного кислорода в продуктах выхлопа. Его функция позволяет ЭБУ определить: обогатить или обеднить топливную смесь.

Инжектор значительно лучше карбюратора. Чтобы в этом убедиться, рассмотрим сравнение схожих моторных конструкций в таблице:

2186 Просмотров

Каждый автолюбитель в курсе, что у машины может быт как инжекторный двигатель, так и карбюраторный. Только не все знают, что каждый из них представляет из себя. Поэтому следует как можно лучше разобраться в этом вопросе. Для начала отметим, что функция выполняется одна и та же. Формируется горючая смесь, которая подается в двигатель. Только между их работой есть большое отличие. Рассмотрим какое.

Принцип работы инжекторного типа двигателя

Если сказать конкретно, то под карбюратором понимается устройство, которое создает смесь из воздуха и топлива, также оно в состоянии регулировать расход полученной смеси. Принцип работы заключается в том, чтобы засасывать ее в мотор. Это возможно благодаря тому, что и атмосфера имеют разное давление.

Инжекторный двигатель подразумевает работу электроники. В этой системе контролируется качество смеси без участия человека. Впрыскивается она с помощью форсунок дозированно. После впрыска смесь отправляется в двигатель для сгорания. В настоящее время машины оснащены именно электронной, а не механической системой. Далее рассмотрим, чем отличается один от другого.

Сравнение инжектора и карбюратора

Рассмотрим в чем принцип работы карбюратора. Это устройство способно сформировать смесь, которая состоит из воздуха и топлива. Смесь богата на горючие, легковоспламеняющиеся вещества. Она нужна, чтобы мотором могла осуществляться требуемая работа. Сколько бы оборотов не совершала двигательная система, он поглощает одно и то же по объему количество смеси.

По расходам карбюратор потребляет очень много топлива. В то же время сильно загрязняется воздух.

Теперь рассмотрим, каков принцип . Все устройство работает так, что в мотор отправляется бедная смесь из воздуха и топлива, которая должна быть точно дозирована. У современных автомобилей это происходит под влиянием блока управления. Так как дозируется топливо по граммам (порциям), то и расход его значительно мал. К тому же, токсичность выхлопных газов практически на нуле при выходе из выхлопной трубы. Получается, что двигатель внутреннего сгорания, практически не загрязняет воздух.

Инжектор может увеличить мощность мотора до десяти процентов, также клапанный блок устроен так, что улучшается. Принцип действия, который допускает устройство внутреннего сгорания, состоит в том, что инжектор образует смесь из воздуха и горючего, причем для него важно такое топливо, которое отличается качеством, иначе автомобилем управлять невозможно.

Также еще хочется отметить, что в отличие от карбюратора, который зимой замерзает, а летом перегревается, на инжектор не влияет температурный режим внешней среды.

Если говорить о том, насколько надежен карбюратор, то его принцип работы очень прост. Устройство так сделано, что после сгорания топлива, через выхлопную трубу выходит воздух, который сильно загрязнен. Но зато его не нужно регулярно обслуживать и производить ремонтные работы при эксплуатации. Только важно, чтобы не испортить устройство, использовать фильтр для топлива и только качественную марку.

Клапанный блок при этом отличается своей надежностью. Если мы говорим о карбюраторе, то на самом деле это устройство ломается очень часто, так как трудно найти качественное топливо. Правда, отремонтировать его очень просто. Любой автолюбитель это сделает своими руками. К тому же несложно найти запасные части, да и стоят они недорого.

Если же говорить об инжекторе, то его клапанный блок более надежен, когда его эксплуатируют. Но если что-то сломается, то починить сложнее, да и диагностировать поломку самостоятельно не удастся. Требуется особое оборудование. К тому же все дополнительные элементы для сгорания топлива, которые обосновывают принцип работы инжектора, стоят дорого.

Отличия между инжектором и карбюратором.

1. Если мы говорим о карбюраторе, то смесь поступает в мотор сразу, а при работе инжектора в цилиндр отправляется смесь после впрыска из форсунок.
2. Когда речь идет о карбюраторе, то обычно всегда подразумевается нестабильное его использование, тогда как благодаря электронике обеспечивается надежность.
3. Карбюратором в холода пользоваться опасно, он замерзает, когда очень холодно, тогда как для инжектора погода не помеха.
4. Карбюратор обеспечивает выбросы в атмосферу грязные, тогда как электроника более чистые.
5. Благодаря электронной системе проще набрать обороты, если сравнивать с карбюратором.
6. Если применяется инжектор, то обычно экономится до сорока процентов горючего.
7. Хотя карбюратор ломается чаще, чем электроника, но отремонтировать второй очень дорого, по сравнению с первым.
8. Также можно отметить еще одно отличие, которое состоит в том, что хотя каждый элемент привередлив к тому, каким качеством обладает топливо, электронная система также подвержена поломкам от некачественного горючего.

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали – ) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления , которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска ). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

• Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
• Датчик (-и) кислорода (). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
• Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
• Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
• Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
• Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.

Существует два основных типа управления многоточечными системами впрыска : топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной .

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения длительности импульса топливной форсунки . В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

Частота вращения двигателя
	1	2	3	4	5
1,000	1	2	3	4	5
2,000	2	4	6	8	10
3,000	3	6	9	12	15
4,000	4	8	12	16	20

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

A	Фактор A		B	Фактор B
0	1.2		0	1.0
25	1.1		1	1.0
50	1.0		2	1.0
75	0.9		3	1.0
100	0.8		4	0.75

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B) , общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте ). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

Инжектор - это революция в автомобилестроении. Сам по себе механизм сложный и для максимальной производительности его работа должна быть хорошо отлажена. Инжекторная система подачи топлива в двигатель работает по средствам ЭБУ (электронный блок управления), который высчитывает параметры топливной смеси перед ее подачей в цилиндры и управляет подачей напряжения на для создания искры. Инжекторные агрегаты сместили с производства карбюраторные моторы.

В карбюраторных устройствах задачу подачи исполняет механический эмулятор, что не совсем удобно, потому что его система не способна сформировывать оптимальную смесь при низких температурах, оборотах и старте двигателя. Использование компьютерного блока дало возможность максимально точно осуществлять расчет параметров, и беспрепятственно на любых оборотах и температуре подавать топливо, соблюдая при этом экологические стандарты. Минус наличия ЭБУ в том, что если возникнут проблемы, например, слет прошивки, то мотор начнет работать либо с перебоями, либо вовсе откажется функционировать.

Инжекторный двигатель

Вообще, инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный. Отличие только в устройстве зажигания, которое придает ему мощности на 10% больше чем у карбюраторного мотора, что не так уж и много. О плюсах и минусах системы пусть спорят профессионалы, но знать устройство инжектора или хотя бы иметь представление о его строении обязан каждый водитель, планирующий ремонтировать двигатель собственноручно. Также со знаниями инжекторного узла, вас не смогут обмануть на СТО недобросовестные работники.

Инжектор по сути, форсунка, выступающая распрыскивателем горючего в двигателях. Изготовлен первый инжекторный мотор был в 1916 году российскими конструкторами Стечкиным и Микулиным. Однако воплощена система впрыска топлива в автомобилестроении, была только в 1951 году западногерманской компанией Bosch, которая наделила двухконтактный мотор незамысловатой механической конструкцией впрыска. Примерил на себя новинку микролитражный купе «700 Sport» компании Goliath из Бремена.

По прошествии трех лет задумку подхватил четырехконтактный мотор Mercedes-Benz 300 SL - легендарное купе «Крыло Чайки». Но, так как жестких экологических требований не было, то идея инжекторного впрыска была не востребована, а состав элементов сгорания двигателей не вызывал интереса. Главной задачей на тот момент было повысить мощность, поэтому состав смеси составлялся с расчетом избыточного содержания бензина. Таким образом, в продуктах сгорания, вообще, не было кислорода, а оставшееся несгоревшее горючие образовывало вредоносные газы посредством неполного сгорания.

Установлен инжекторный двигатель

Стремясь увеличить мощность, разработчики ставили на карбюраторы ускорительные насосы, заливавшие горючие в коллектор с каждым нажатием на педаль акселератора. Только в конце 60 х-годов 20 века проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами стала ребром. Транспортные средства заняли лидирующую строчку среди загрязнителей. Было решено для нормальной жизнедеятельности кардинально перестроить конструкцию топливного аппарата. Тут-то и вспомнили за инжекторную систему, которая гораздо эффективнее обычных карбюраторов.
Так, в конце 70-го произошло массовое вытеснение карбюраторов инжекторными аналогами, превосходящими во много раз эксплуатационными характеристиками. Испытательной моделью выступил седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года. После инжектор был включен в серийное производство всеми мировыми автопроизводителями.

Обычно он имеет в своей конструкции следующие составляющие:

1. ЭБУ .
2. Форсунки .
3. Датчики .
4. Бензонасос .
5. Распределитель .
6. Регуляторы давления .

Если описывать коротко принцип работы инжектора заключается в следующем:

Электронный блок управления

Его задача беспрерывно анализировать поступающие параметры от датчиков и давать команды системами. Компьютер учитывает факторы внешней среды и особенности различных режимов работы двигателя, при которых происходит эксплуатация. В случае выявления несовпадений, центр подает команды исполнительным элементам для коррекции. ЭБУ также имеет систему диагностики. Когда случается сбой, она распознает возникшие неполадки, оповещая водителя индикатором «CHECK ENGINE». Вся информация о диагностических кодах и ошибках хранится в центральном блоке.

Различают 3 вида памяти:

Расположение, классификация и маркировка форсунок

После разбора вопроса как работает инжектор, просмотрим поверхностно всю инжекторную систему. Инжекторная система, производит впрыск горючего во впускной коллектор и цилиндр мотора посредством форсунки, которая способна за секунду открываться и закрываться много раз. Система делится на два типа. Классификация зависит от расположения крепления форсунки, устройства ее работы и количества:

Есть несколько классификаций распределительного впрыска:

• одновременный – работа всех форсунок синхронна, то есть впрыск идет сразу во все цилиндры;
• попарно-параллельный – когда одна открывается перед впуском, а другая перед выпуском;
• фазированный или двухстадийный режим – инжектор открывается только перед впуском. Дает возможность на малых оборотах, при резком нажатии на педаль акселератора увеличить момент двигателя. Впрыск проходит в два этапа.
• непосредственный (впрыск на такте впуска) GDI (Gasoline Direct Injection) – струя идет сразу в камеру сгорания. Для моторов с таким впрыском требуется и более качественное топливо, где незначительное количество серы и других химических элементов. Мотор GDI способен исправно служить в режиме сгорания сверхобедненной топливовоздушной смеси. Меньшее содержание воздуха делает состав менее воспламеняемым. Горючее внутри цилиндра прибывает как облако, пребывающее рядом со свечей зажигания. Смесь схожа с стехиометрическим составом, который легко воспламеняется.

Инжекторные форсунки имеют разный способ подачи струи:

Нейтрализатор/катализатор

Для сокращения выброса окисей углерода и азота, в инжектор был добавлен каталитический нейтрализатор. Он преобразует выделенные из газов углеводороды. Применяется на инжекторах лишь с обратной связью. Перед катализатором имеется датчик содержания кислорода в выхлопных газах, по-другому его называют как лямбда-зонд. Контроллер, получая информацию от датчика, вытягивает подачу топливной смеси до нормы. В нейтрализаторе есть керамические составляющие с микроканалами, где содержатся катализаторы:

Нельзя чтобы мотор с нейтрализатором работал на этилированном бензине. Это выведет из строя не только нейтрализаторы, но и датчики концентрации кислорода.

Так как простых каталитических нейтрализаторов недостаточно, то используется рециркуляция отработавших газов. Она существенно убирает образовавшиеся оксиды азота. Помимо этого, для этих целей устанавливается дополнительный NO-катализатор, так как система EGR не способна создать полное удаление NOx. Есть два типа катализаторов для понижения выбросов NOx:

1. Селективные . Не привередливы к качеству топлива.
2. Накопительного типа . Гораздо эффективнее, но очень чувствительны к высокосернистым горючим, что нельзя сказать о селективных. Поэтому они обширно применяются на авто для стран с малым количеством серы в топливе.

Основные датчики

Система подачи топлива

Узел включает в себя:

Рассмотрим, как работает бензонасос на инжекторе. Насос находится в топливном баке и подает бензин на рампу под давлением 3,3–3,5 Мпа, что обеспечивает качественный распыл горючего по цилиндрам. Если обороты мотора увеличиваются, заметно возрастает и аппетит, то есть для сохранения давления, в рампу нужно поставлять больше бензина. Поэтому бензонасос по оповещению контроллера начинает ускорять вращения. Вовремя, прохода бензина к топливной рампе, лишнее убирается регулятором давления и спускается назад в бензобак, поддерживая тем самым постоянное давление в рампе.

Топливный фильтр находится под капотом кузова за топливным баком, он вмонтирован между электробензонасосом и топливной рампой в подающую магистраль. Его конструкция не разбирается, она являет собой металлический корпус с бумажной фильтрующей установкой.
Есть прямой и обратный топливопровод. Первый нужен для топлива, идущего из модуля насоса в рампу. Второй возвращает излишки горючего после регулятора назад в бензобак. Рампа – полая планка, соединённая с форсунками, регулятором давления и штуцером контроля давления в системе. Установленный на ней регулятор контролирует давление внутри ее и во впускной трубе. Его конструкция содержит мембранный клапан с диафрагмой и пружину, поджатую к седлу.

Подача топлива в камеру сгорания. Поэтому основная неисправность, которая может с ней возникнуть - засорение или полный выход ее из строя. К признакам неисправной работы форсунок относятся следующие факторы:

• неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
• значительный рост потребления топлива;
• проблемы с запуском двигателя, особенно “ ”;
• в некоторых случаях может появиться значительное количество черного дыма из выхлопной трубы (в случае, если в камеру сгорания попадает много топлива через протекающую форсунку), а иногда так же сопровождается и периодическими звонкими ;
• потеря динамических качеств автомобиля, выражающаяся в том, что машина плохо разгоняется, ей не хватает мощности, чувствуются рывки во время езды даже по ровной поверхности, в том числе при сбросе газа и при изменении значения нагрузки на двигатель.

Эти признаки конечно могут указывать и на другие проблемы силового агрегата автомобиля, однако все же при их возникновении советуем вам проверить форсунки и при необходимости отремонтировать или заменить их.

Неисправности в работе форсунок влекут за собой значительный износ ДВС, и приближают срок его капитального ремонта.

Причины неисправности инжекторных форсунок

Устройство форсунки

Современные топливные форсунки в бензиновых двигателях бывают двух типов - электромагнитные и механические. Первая представляет собой электромагнитный клапан, который управляется системой ЭБУ автомобиля. При подаче соответствующих сигналов клапан открывается на определенный угол, регулируя количество подаваемого топлива в цилиндр. Вторая лишь подает топливо в канал. В ее конструкции имеется игла со ступенькой. Когда давления достаточно, топливо преодолевает сопротивление пружины, и игла поднимается. Соответственно, распылитель открывается и топливо подается в камеру. В настоящее время широкую популярность приобрели электромагнитные форсунки, как более технологичные. Поэтому далее будем рассматривать проверку и чистку на их примере.

Неисправностей электромагнитной форсунки может быть всего несколько:

• отсутствие сигнала от ЭБУ;
• неисправность или полный выход из строя обмотки;
• засорение выпускного отверстия форсунки.

Как показывает практика, именно последний вариант является наиболее частой причиной полного или частичного выхода форсунки из строя.

Как проверить топливные форсунки на инжекторном двигателе

Существует несколько методов того, как проверить работоспособность форсунки. Перечислим их по порядку с подробным указанием алгоритма действий.

Проверка с помощью замера сопротивления

Проверить форсунки, не снимая их можно с помощью мультиметра. Для начала уточните, какие форсунки установлены на вашем автомобиле - высокого или низкого импеданса (электрического сопротивления). Эти данные будут необходимы для выполнения точной диагностики. Для того, чтобы проверить форсунки тестером, не снимая их с двигателя, необходимо придерживаться такого плана:

Замер сопротивления обмотки форсунки

• снять высоковольтные провода с форсунок;
• установить мультиметр в режим замера сопротивления изоляции (омметра) в пределах от 0 до 200 Ом (в зависимости от технических параметров прибора верхний предел может отличаться, главное, чтобы омметр мог показывать значение сопротивления в несколько десятков Ом);
• выключите зажигание и снимите “минусовую” клемму с аккумулятора;
• отключите электрический разъем на диагностируемой форсунке (как правило, для этого отщелкивают крепежный зажим, расположенный на корпусе колодки);
• подсоедините измерительные щупы тестера к выводам форсунки и произведите замеры.

Форсунки высокого импеданса имеют сопротивления изоляции в пределах 11...17 Ом, а низкого - 2...5 Ом.

Если значение измеренного сопротивления изоляции значительно отличается от указанного, это говорит о том, что форсунка неисправна. Соответственно, форсунку необходимо демонтировать и выполнить детальную диагностику.

Помните, что при проверке форсунок мультиметром, диагностировать необходимо все устройства поочередно! Так можно проверить какая форсунка не работает.

Важно знать, что напряжение на форсунки от ЭБУ подается в импульсном, а не постоянном виде. Поэтому проводить замер сопротивления рекомендуется не только с помощью омметра, но и осциллографа, так можно увидеть какие пиковые значения принимает сопротивление и напряжение. А тестер показывает усредненное значение.

Как проверить питание на форсунках

Проверка подачи питания на топливную рампу ВАЗ 2110-2112

Проверку наличия питания на рампу рассмотрим на примере автомобилей ВАЗ 2110, 2111, 2112, как одних из самых популярных. Но сначала напомним, что в колодке с контактами четыре из них подают питание на форсунки, а один (розовый провод с черной полоской) является общей “массой”. Действовать же нужно по следующему алгоритму:

• отсоединить фишку питания;
• на мультиметре выставить верхний предел измеряемого сопротивления в районе 200 Ом (это значение зависит от конкретной модели тестера);
• замерять попарно каждый из четырех контактов от форсунок с общим разъемом.

Значение сопротивления должно находиться в пределах 11,5...15,5 Ом . Помните, что так вы замерите лишь подачу питания на рампе к каждой форсунке.

Можно проверить форсунку просто на вибрации. При работающем двигателе исправная форсунка должна немного вибрировать . Если дрожание нет - значит, она вышла из строя.

Проверка подачи питания от электрической цепи автомобиля проводится достаточно просто, вам всего лишь нужно:

• поочередно от каждой форсунки необходимо отсоединить колодку питающих проводов;
• после этого двумя кусками проводов подключить форсунку напрямую к аккумулятору;
• включить зажигание.

В случае, если форсунка начнет распылять топливо, значит проблемы необходимо искать в проводке.

Будьте осторожны, чтобы топливо из форсунки не попало на вас или другие предметы. Направьте ее сопло в какой-либо закрытый сосуд.

Как проверить пусковую форсунку

Для начала скажем пару слов про моноинжектор. На сегодняшний день таких агрегатов встречается все меньше, поскольку система является устаревшей. Ее суть заключается в установке лишь одной форсунки - перед дроссельной заслонкой. Их можно встретить на старых моделях иномарок VW, Audi, Skoda, Seat и прочих.

Опишем алгоритм проверки сопротивления форсунки на моноинжекторе:

• проверить попарно контакты с форсунок и сравнить их с данными из мануала (как правило, эти значения должны находиться в пределах 1,2...1,6 Ом);
• при проверке контакта 1 и 4 необходимо удостовериться в том, что ДТВВ (датчик температуры всасываемого воздуха) , для этого также воспользуйтесь данными по сопротивлению из мануала;
• если значение сопротивления выходят за пределы допустимых, необходимо диагностировать форсунку более детально.

Зачастую в старых моноинжекторных двигателях, кроме клапанной форсунки еще используется и так называемая пусковая форсунка, задача которой состоит в том, чтобы при запуске двигателя, особенно в холодную погоду и высоких оборотах двигателя, давать дополнительное количество горючего с тем, чтобы облегчить его пуск. Время ее работы определяется автоматически с помощью ЭБУ (в частности, теплового реле), но как правило, составляет всего несколько секунд, после чего отключается, поскольку двигатель запускается, и в ее дальнейшем использовании нет необходимости.

Ее работа полностью аналогична работе форсунок в инжекторе. В процессе эксплуатации она также частично или полностью может выйти из строя. Явным признаком таких проблем является тот факт, что холодный двигатель запускается и сразу же глохнет. Проверка пусковой форсунки производится по следующему алгоритму:

• подобрать какую-нибудь небольшую мерную емкость (наподобие стакана);
• снять форсунку с двигателя и установить ее в упомянутую емкость;
• один контакт форсунки подключают напрямую к аккумуляторной батарее автомобиля, а другой - к его “массе”;
• к “плюсу” аккумулятора также подсоединяют реле топливного насоса, тем самым вводя его в работу.

Во время работы и проверки насоса форсунки необходимо обращать на угол распыления топлива, а также количество перекачанного объема бензина. Справочные данные вы найдете в справочной информации к той форсунке, которая установлена в вашем автомобиле. В качестве ориентировочного примера можно привести данные о системе K-Jetronic. В данном случае угол распыла составляет 80°, а объем - от 70 до 100 кубических сантиметров топлива в минуту. Естественно, что в других системах эти показатели будут другими.

После того, как вы проверите работу моно форсунки, отсоедините ее и вытрите насухо. В нормальном рабочем состоянии ее корпус является герметичным. А это означает, что из него не должно подтекать топливо. Подождите некоторое время и удостоверьтесь в этом (для этого достаточно 1...2 минут).

Проверка форсунки на слух

Опытные автомобилисты способны проверить состояние и работоспособность форсунок, не снимая их с двигателя, в частности, на слух . Для этого используют обычную прямоугольную дощечку или лучше стетоскоп.

Один ее край плотно приложите к проверяемой форсунке, а другой край - к уху. Если форсунка находится в нормальном рабочем состоянии , то вы не услышите от нее никаких посторонних звуков или вибраций, только равномерные щелчки . А вот если не щелкает или звуки не равномерные, а также присутствуют другие вибрации и стуки, это означает, что исследуемая форсунка засорилась. И чем сильнее стуки и шумы - тем степень засора больше.

В целом же можно слушать форсунки и без упомянутой дощечки. Однако для этого необходим соответствующий опыт. Дело в том, что при неисправном узле из блока цилиндров будет доносится приглушенный высокочастотный звук, похожий на писк или свист. Если вы услышали его при работающем двигателе - рекомендуем вам более детально проверить работу форсунки на стенде или рампе.

Проверка форсунки на рампе

Еще один метод проверки форсунок - при снятой топливной рампе (снимается вместе с форсунками, поэтому этот метод можно отнести к такому, который подразумевает снятие форсунок). Для этого рампу снимают вместе с форсунками, а под них устанавливают стаканчики или другие емкости, куда будет попадать топливо. При этом желательно снять “минусовую” клемму от аккумулятора, а жгуты питающих проводов отсоединить. Перед включением схему следует восстановить.

После этого соедините две топливные трубки, а ключом зажмите держащие их штуцеры. Далее необходимо 10...15 секунд покрутить стартер (но не дольше, поскольку это вредно для него). При этом важно заметить форму “факела”, под которым подается топливо, а также количество бензина в стаканах. При исправных форсунках количество бензина в них должно быть одинаково . Если это не так, то для дальнейшей подробной диагностики ее необходимо снять и проверить на стенде.

Также будет полезно заметить, не подтекает ли бензин из форсунки при заглушенном двигателе. Если это так, то имеет смысл проверить целостность корпуса форсунки, а также степень ее закрытия.

Проверка баланса форсунок

Проверка баланса форсунок

Рассмотрим проверку баланса форсунок на примере автомобилей ВАЗ. Действия выполняются в следующей последовательности:

• отключить бензонасос и завести машину с тем, чтобы убрать избыточное давление топлива в системе (машина должна проработать несколько секунд и заглохнуть);
• подключить манометр к топливной системе;
• подключить обратно бензонасос в систему;
• подключить компьютер с соответствующим программным обеспечением и кабель для снятия и диагностики показаний к компьютеру автомобиля.

Дальнейшие действия проводятся в программном обеспечении, с помощью которого включается и отключается бензонасос, а также форсунки. Алгоритм действия для каждой из них такой:

• включить зажигание;
• проверяем показания на манометре (должно быть порядка 2,8...3 ат);
• с помощью ПО отключить реле бензонасоса;
• на манометре давление немного упало (приблизительно 2,8 ат);
• посредством ПО включить первую форсунку;
• проверить давление на манометре (в идеале давление не должно значительно упасть);
• вновь с помощью программы включить реле бензонасоса с тем, чтобы восстановить давление до исходных 2,8...3 ат;
• далее повторить процедуру со всеми форсунками, после чего не забывать восстанавливать давление в системе с помощью бензонасоса.

В идеале все форсунки должны показывать одинаковое значение сброса давления. Если же в какой-то из них сброс происходит с сильно отличающимся значением, это означает, что с форсункой что-то не так, и нужна дополнительная диагностика.

После выполнения описанных процедур не забудьте скинуть полностью давление в системе. Необходимо подключить бензонасос и завести автомобиль, после чего можно отсоединить манометр.

Проверка форсунок на стенде

Механические характеристики влияют на работу форсунок. А их проверка возможна только на специальном стенде. Как его сделать своими руками вы можете почитать в отдельном . В частности, на стенде проверяют:

• количество топлива, проходящее через форсунку;
• давление топлива;
• форму “факела” форсунки.

Проверка снятой форсунки на стенде является наиболее точным методом диагностики. С его помощью можно определить степень поврежденности форсунки и целесообразность ремонта.

Как чистить форсунки

Чаще всего проблемой в работе форсунок является их банальная загрязненность. Поэтому, чтобы восстановить их работоспособность и вернуть номинальную , достаточно произвести чистку. Это можно сделать двумя путями - не вынимая с двигателя (добавив в топливо специальный очиститель) и в снятом состоянии (пропуская чистящее средство по отдельно взятой форсунке или ультразвуком). Для очистки используются следующие методы:

• механический;
• ультразвуковой;
• с помощью химических составов.

В данной статье мы поговорим лишь о некоторых, поскольку зачастую для чистки форсунок необходимо дополнительное профессиональное оборудование. Подробную информацию о самостоятельной чистке вы найдете в . Здесь же коснемся этих способов вкратце.

Чистка форсунки в домашних условиях

Отдельно взятую форсунку можно чистить с помощью специальных химических составов. Например, тех же присадок, которые добавляются в топливо для очищения системы или так называемый “Очиститель карбюратора”. Действовать в данном случае необходимо по следующему алгоритму:

• заранее подготовить “Очиститель карбюратора” (или его аналог в виде баллончика с разбрызгивателем), контактную кнопку без фиксации замкнутого положения, шприц объемом 5 мл или больше, трубочку для продолжения горлышка шприца с уплотнением, пустую тару, желательно большого объема (5-10 литров), зарядное устройство от мобильного телефона с обрезанным штекером, контактные провода с клеммами;
• далее необходимо вставить испытуемую форсунку в заднюю часть шприца (как можно более плотнее, с резинкой или без нее);
• после этого подключить клеммы через кнопку к зарядному устройству и включить его в розетку;
• вставить трубочку в распылитель средства для очистки, а обратную часть форсунки развернуть в подготовленную пустую тару;
• после этого нажать на распылитель с тем, чтобы некоторое количество вещества попало в форсунку;
• нажать на кнопку контакта, чтобы привести в действие форсунку.

Если форсунка исправна, с ее обратной стороны должно под напором выйти моющее средство. Процедуру продувки необходимо повторить несколько раз для достижения необходимой степени чистоты.

Если в вашем автомобиле установлены низкоомные форсунки, то нажимать кнопку открытия форсунки необходимо на долю секунды. Если же у вас высокоомные форсунки, то держать кнопку можно 2-3 секунды.

Кроме выше перечисленных методов проверки также можно упомянуть о проверке токсичности газов и дымности, - низкий уровень CO при прогазовке, является признаком плохой работы форсунок. Данный метод практикуется на некоторых СТО, в качестве контроля работы двигателя. Поскольку нужны как определенные знания, так и оборудования, то рассматривать его в качестве одно из вариантов самостоятельной диагностики не будем.

Также нельзя обойти стороной и не уделить внимание проверке форсунок по коррекции топливоподачи и лямбде, но тут такая же ситуация как и токсичностью, потребуется не только диагностическое оборудование, но и уметь разбираться во всех цифрах что будет показывать вам диагностика.

Чистка форсунки не снимая ее

В данном случае чистка может осуществляться несколькими методами:

• С использованием специальных очистительных присадок, которые добавляют к топливу. В их составе содержатся специальные чистящие вещества, которые в щадящем режиме очищают отверстия форсунок.
• Чистка при помощи давления. Для этого необходимо разогнать машину до скорости 110...130 км/ч, и проехать так 10...15 км (около 5...6 минут) на высоких оборотах двигателя. Вследствие высокой нагрузки в форсунках произойдет естественное очищение.
• Холостой ход. Этот метод аналогичен предыдущему. Необходимо на стоящем автомобиле запустить двигатель и поддерживать обороты на уровне 4...5 тысяч в течение 3...4 минут. Вследствие этого также произойдет очистка форсунок. Однако предыдущий метод очистки лучше, поскольку нагрузка при его условиях выше.

Выводы

Проблемы в работе форсунок не являются критичной поломкой, однако все же при их возникновении рекомендуем вам не откладывать проверку и устранение неисправности. В большинстве случаев ремонтные работы можно провести самостоятельно с помощью описанных выше методов. Своевременная проверка и диагностика форсунок позволит вам избежать проблем с эксплуатацией машины. Профилактика обойдется вам дешевле, чем ремонтные работы на форсунках или других узлах двигателя. Рекомендуем вам чистить форсунки через каждые 30...35 тысяч километров пробега вашего авто вне зависимости от их состояния.