Системы впрыска бензиновых двигателей — разновидности, особенности, отличия
Топливная система играет важную роль в процессе доставки топливовоздушной смеси (ТВС) в камеру сгорания. От ее производительности и эффективности зависит очень много, например, расход топлива, мощность, а также динамичность силового агрегата.
Система впрыска является неотъемлемой составляющей любой топливной системы и занимается, как можно понять из названия — впрыском топлива. Впрыск, его дозировка и точность, это, пожалуй, самое святое в топливной системе, поэтому большинство силовых агрегатов отличаются друг от друга именно системой впрыска топлива. От того, как и куда будет введена порция топлива зависит, как я уже говорил выше, расход, динамика, приемистость и экологический класс двигателя. В этой статье хочу рассказать вам, дорогие посетители savemotor.ru, о том какие системы впрыска существуют, в чем их отличия и коротко о преимуществах и недостатках каждой из них.
Инжектор или инжекторная топливная система стала активно применяться на двигателях внутреннего сгорания уже в 70-х годах. Ее появление было инициировано ухудшением экологической ситуации в мире и попыткой производителей снизить уровень вредных выбросов в атмосферу. В те времена такая система использовалась лишь в авиации и была гораздо экологичнее, по сравнению с карбюраторной системой.
Первые системы впрыска были почти на 100% механическими, а их эффективность была очень низкой. Однако со временем прогресс усовершенствовал малоэффективный инжектор, а большую часть механических элементов заменила электроника. Уже в конце 90-х работой инжектора управлял ЭБУ (электронный блок управления), он дозировал топливо и распределял сколько и в какой цилиндр нужно подать ТВС.
Разновидности бензиновых систем впрыска
Системы впрыска, как правило, отличаются между собой способом образования топлива, а также его подачи в камеру сгорания.
Моновпрыск (центральный впрыск)
Система с центральным впрыском предполагает всего одну форсунку, расположенную во впускном коллекторе, которая подает ТВС сразу во все цилиндры. Такая схема впрыска использовалась исключительно на старых автомобилях и состояла из следующих узлов.
- Регулятор давления. Необходим для поддержки постоянного рабочего давления, а также недопущения образования воздушных пробок.
- Форсунка. Служит для импульсного впрыска и дозировки необходимого количества топлива во впускной коллектор.
- Дроссельный узел. Как правило представлен дроссельной заслонкой, выполняющей основную функцию по регулировке количества поступаемого в цилиндры воздуха. Привод заслонки может быть как механический, так и электронный.
- ЭБУ (электронный блок управления). Представляет собой микропроцессор и набор программного обеспечения, которое содержит различные данные и настройки.
- Датчики. Как правило, это датчики положения коленвала (ДПКВ), положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), а также температурные датчики.
Как работает моновпрыск?
Запуск двигателя, вышеперечисленные датчики собирают информацию о положении (заслонки, коленвала и так далее) в ЭБУ, где полученная информация оценивается и производится корректировка впрыска. Блок управления производит регулировку времени открытия форсунки, а также дозировку топлива. Далее подается сигнал электромагнитную катушку и топливо впрыскивается во впускной коллектор. После смешивания с воздухом топливо становится топливовоздушной смесью и подается в цилиндры, где воспламеняется.
Распределенный впрыск (MPI)
Данная система имеет похожее устройство, глобальное отличие в том, что впрыск происходит отдельно для каждого цилиндра, то есть на каждый цилиндр по форсунке. Такое решение позволяет управлять каждым цилиндром отдельно, увеличивая или уменьшая количество ТВС. Образование ТВС также происходит во впускном коллекторе, однако от центрального впрыска топливо подается уже в отдельные впускные каналы цилиндров.
Распределенный впрыск — принцип работы
Управление впрыском осуществляет электроника (KE-Jetronic, L-Jetronic), как правило, производства Bosch. В мотор производится подача воздуха. Благодаря большому количеству датчиков, которые оценивают ряд параметров (объем воздуха, его температура, скорость вращения коленвала, а также положение дроссельной заслонки). После этого учитывая данные полученные с датчиков, ЭБУ производит расчет количества топлива, необходимое двигателю в этот момент. Далее форсунки получают сигнал об интервале, на который им нужно открываться.
Система непосредственного впрыска топлива (GDI)
Данная модификация распределенного впрыска, как уже понятно из названия, производит дозированный впрыск топлива НЕПОСРЕДСТВЕННО в сами камеры сгорания (цилиндры). На каждом цилиндре устанавливается форсунка, которая подает бензин и воздух просто в камеру сгорания, не теряя при этом время на подачу топливовоздушной смеси из впускного коллектора в камеру сгорания. Смесь сразу подается в цилиндр. Таким образом удается достичь высокой точности подачи и экономии топлива. В результате топливо сгорает целиком, а уровень вредных выбросов существенно снижается. Благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу.
Принцип работы системы непосредственного впрыска топлива
Непосредственный впрыск, как правило, включает в себя:
- Топливную рампу с форсунками;
- Предохранительный клапан, расположенный в рампе с целью защиты дорогостоящей аппаратуры от перепадов высокого давления.
- ТНВД (топливный насос высокого давления);
- Регулятор давления топлива;
- Датчик высокого давления.
Одной из самых больших неприятностей, с которой приходится сталкиваться автовладельцам, является требовательность данной системы к качеству топлива. В свою очередь ремонт систем непосредственного впрыска довольно дорогой. По сути форсунки в этой системе являются «ахиллесовой пятой», так как чаще всего из строя выходят именно они. Причина заключается в низком качестве топлива, а также работы в экстремальных условиях, в системе постоянно поддерживается высокое давления, не менее 5 МПа.
Система непосредственного впрыска может работать в разных режимах смесеобразования.
Рассмотрим основные из них
Послойное. Применяется на низких и средних оборотах. Заключается режим в следующем: подача воздуха в цилиндр происходит с большой скоростью, при этом впрыск бензина происходит по направлению свече зажигания. Попутно топливо и воздух смешиваются, после чего поджигаются, освобождая большое количество энергии.
Стехиометрическое. После нажатии на педаль акселератора открывается дроссель и впрыск происходит одновременно с подачей воздуха. Дальше ТВС воспламеняется и сгорает.
Гомогенное. В цилиндры нагнетается большое количество воздуха, при этом на такте впуска осуществляется впрыск топлива с последующим сгоранием.
Непосредственный впрыск используется по сей день и считается наиболее перспективным среди прочих. Система непосредственного впрыска постоянно эволюционирует и совершенствуется, однако одно остается неизменным — ее чувствительность к качеству топлива и высокой стоимости запчастей и ремонта.
