Образовательный проект «SnakeProject» Михаила Козлова

⇒ Мото ⇐

CISCO

Voice(Asterisk\Cisco)

Microsoft

Powershell

Python

SQL\T-SQL

FreeBSD and Nix

1С

Общая

WEB Разработка

ORACLE SQL \ JAVA

Стрельба, пневматика, оружие

Саморазвитие и психология

Основы устройства и принцип работы инжекторной системы впрыска

Основы устройства и принцип работы инжекторной системы впрыска

Существуют разные типы систем

Моновпрыск - одна форсунка, подающает топливо во все цилиндры (устаревший)

Распределенный впрыск - для каждого цилиндра - отдельная форсунка (самый частый вариант)

Непосредственный распределенный впрыск (встречается намного реже и сложнее)

Общее устройство системы впрыска:

Немного о карбюраторах...

Карбюраторные системы - механические, это и сильная, и слабая сторона одновременно

Требует должного обслуживания, придирчива к температурам, разряжению воздуха и прочим внешним факторам

Впрыск - лучшая альтернатива карбюраторам, конструктивно работает в любом положении относительно направления силы тяжести

Впрыск учитывает температуру двигателя, окружающей среды, разряженность воздуха, и прочие факторы с помощью датчиков

Угол опережения зажигания так же рассчитывается вычислительным устройством для более эффективной подачи топлива

За счет чего впрысковым двигателям проще заводиться зимой, они более экономичны, работают с большей эффективностью

Немного истории...

Первый опытный мотор с системой впрыска был создан в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным - АМБС1

Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300 сильный рубеж мощности

К 1936 году на фирме Bosch были созданы первые комплекты топливной аппаратуры непосредственного впрыска бензина в цилиндры

Спустя год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz DB 601

Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109

Карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлётном режиме 900 л. с., то DB 601 с впрыском позволял поднять мощность до 1100 л. c. и более.

Автомобильные инжекторы применились компанией Bosch в 1951 году

Первым серийным автомобилем с инжектором стал немецкий Goliath 700 Sport, выпускавшийся с 1951 по 1953 год

Широкое распространение к системам впрыска пришло спустя много лет, постепенно вытесняя карбюраторы

О форсунках

Форсунка, это - часть системы подачи топлива

Принцип работы системы впрыска заключается в принудительной подаче топлива в цилиндр

С помощью форсунки происходит подача топлива в камеру сгорания, где происходит смешивание с воздухом

Это позволяет дозированно отдавать топливо, что значительно мощность на 5-10% и снижает расход топлива

Упрощенная логика раборты электромагнитной форсунки

Топливный насос подает топливо к форсункам

ЭБУ (электронный блок управления) в определенный момент положения коленвала подает сигнал на форсунку

В электромагнитной форсунке появляется электромагнитное поле, которое притягевает металлы

Запорная игла поднимается, и накопившееся топливо поступает в цилиндр

Приведем схемы форсунок в разрезе для понимания:

Общая схема системы впрыска и форсунок:

Форсунки соединены в единую систему - топливную рампу

Бензонасос за счет излишнего давления внутри системы подает топливо в систему

После чего открывается клапан, и топливо из форсунки поступает в цилиндр 

Чем дольше открыт клапан, тем больше топлива подается, соответственно, обороты станут выше

Количество поступающего топлива непосредственно зависит от количества воздуха, поступающего в цилиндр

О системе впрыска 

Система впрыска чувствительна к разным факторам, быстро реагирует на них изменением подачи количества топлива

В холодное время года значительно облегчает запуск двигателя

Однако при выходе из строя, отремонтировать систему впрыска самостоятельно - очень сложно, или невозможно совсем

Чувствителен к качеству топлива, при поломках большинство узлов являются неремонтопригодными, требуют замены

Так выглядит система впрыска:

Логика работы системы впрыска на анимации:

Об узлах и компонентах системы впрыска

Бензонасос – подает топливо в форсунки под давлением

Регулятор давления - отвечает за постоянное давление в форсунках, может сбрасывать излики топлива обратно в бак

Форсунки (электромагнитные, электрогидравлические, пьезоэлектрические) – подают топливо в цилиндры

ЭБУ – управляет работой системы впрыска на основании полученных данных с датчиков

Основные датчики системы впрыска

В системе впрыска могут присутствовать множество датчиков в зависимости от заложенного функционала производителем

Все датчики можно разделить условно по логике

Датчики положения 

Коленчатого вала

Оповещают ЭБУ о положении коленчатого вала, частоте вращения, помогают вычислить эффективный угол опережения зажигания

Распределительного вала (фаз)

Сообщает о положениях поршней в цилиндрах, извещает о достижении верхней мертвой точки (ВМТ)

Датчики температуры воздуха

У станавливаются возле воздушного фильтра

Когда температура воздуха становится холоднее, увеличивается его плотность и требуется больше топлива

Позволяют ЭБУ эффективно компенсировать высокую плотность воздуха

Датчики температуры

Помогают запустить и прогреть двигатель

Холодному двигателю для запуска требуется хорошее соотношение воздух-топливо

Позволяют ЭБУ эффективно управлять длительностью и количеством подачи топлива в разных температурных режимах

Датчики давления

Предназначены для измерения изменений давления в коллекторе, которые происходят из-за изменений скорости и нагрузки двигателя

Важны для расчета расхода воздуха, дроссельная заслонка открыта - давление в коллекторе увеличилось - требуется больше топлива

Датчики воздушного потока

Определяют воздушную массу, попадающую в двигатель

Считается первичным входным сигналом, для определенного количества топлива требуется определенное количество воздуха

Датчики положения дроссельной заслонки (TPS)

Необходимы для ускорения при быстром открытии дроссельной заслонки

Работает как ускоритель на карбюраторе

Если дроссельная заслонка закрыта - топливо начнет поступать через канал дозировки регулятора холостого хода

Приведен не полный список, производитель может внедрять в систему большое количество разнообразных датчиков

Описание основных датчиков

Датчик положения коленчатого вала - ДПКВ

ДПКВ - самый главный датчик, без него система - неработоспособна

Определяет положение коленчатого вала

Зубчатое колесо, расположенное на валу двигателя, вращается по отношению к этому датчику

Сделан по типу катушки, при искажении магнитного поля создает импульсы внутри катушки и передает их в ЭБУ 

Может быть выполнен как индуктивный датчик или датчик Холла

Индуктивный ДПКВ датчик обычно встречается на мототехнике, более прост

Оснащается металлическим стержнем и магнитом, для намагничивания стержня, поверх стержня намотана медная обмотка

Принцип работы индуктивного датчика заключается в подаче сигнала, когда рядом находится стальной предмет

Обычно на коленчатом валу будут зубья, ДПКВ будет реагировать сигналом на присутствие и отсутсвие рядом этих зубов

Датчик Холла же чувствителен к помехам, создаваемым генератором, поэтому конструктивно сложнее

Приведем схему устройства и принцип работы датчика Холла:

Кратко о принципе действия:
Если подать постоянное напряжение на края А и поместить пластину в магнитное поле
Появится разность потенциалов на краях Б

На автомобилях это выглядит так:

Датчик положения распределительного вала (фаз)

Определяет положение поршней в цилиндрах, извещает о достижении верхней мертвой точки (ВМТ)

ЭБУ будет знать в каком цилидре необходимо производить впрыск, а в каком зажигание

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Основная функция ДМРВ - определять количество воздушного потока, который поступает в цилиндры

Устанавливается между воздушным фильтром и дроссельным патрубком

Имеет чувствительный элемент - тонкую сетку (мембрану) на основе кремния

На сетке имеется нагревательный резистор и два температурных датчика перед и после нагревательного резистора

Сигнал ДМРВ - изменяющееся постоянное напряжение в зависимости от количества проходящего воздуха

Проходящий воздух охлаждает часть перед нагревательным резистором, в то время часть за резистором сохраняет температуру

Оба дачтика передают данные и на основе их разницы ЭБУ определяет необходимую длительность открывания форсунок

Датчик детонации – расположен в цилиндре, при детонации отслеживает вибрации и передает информацию на ЭБУ

Датчик положения дроссельной заслонки TPS – дозирует топливо, оптимизирует расход, ориентируясь на положение дроссельной заслонки

Датчик кислорода (Лямда зонд)

Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в выхлопной системе

Анализирует насколько правильно сгорает бензино-воздушная сместь

Идеальное соотношение бензин-воздух - 14,7:1 на 1кг топлива приходится 14,7кг воздуха

Увеличение количества воздуха приведет к обедненной смеси, ухудшится динамика, уменьшится расход бензина

Уменьшение количества воздуха приведет к обгащенной смеси, улучшиться динамика, увеличиться расход бензина

Частые поломки инжектора

Проблемы с подачей топлива в инжектор

Необходимо проверить датчик уровня топлива, если датчик исправен – значит проблема в бензонасосе

При засорении входного отверстия подачи топлива - необходимо прочистить

Если чистка не помогла – неисправен бензонасос, необходимо отремонтировать или заменить

При неправильной сборке бензонасоса вместе с топливом начнет всасывать воздух

Увеличение расхода топлива 

Чаще всего возникает при засорении форсунок

Форсунки не смогут подавать необходимый объем топлива, система начнет компенсировать увеличением частоты или объема впрыска топлива

Длительность разгона т.с. увеличится, а мощность т.с. значительно снизится

Троение, отключение одного из цилиндров

Можно столкнуться при полном засорении форсунки, если она не способна подавать топливо в цилиндр

Чаще всего происходит при использовании некачественного топлива

Гуляние оборотов при зафиксированной педали газа, или падение оборотов при выжатой педали (ручке газа)

Связана с поломкой датчика положения дроссельной заслонки

В двигатель поступает чрезмерно большое количество топлива

Комментарии пользователей