Устройство и работа инжекторных двигателей автомобиля

Принцип работы инжекторного двигателя. Автомеханик говорит

Скачать PDF

Многие владельцы современных автомобилей задаются вопросом: «Как работает инжекторный двигатель?». Незнание этого вопроса происходит, во-первых, из-за того, что далеко не все автовладельцы хорошо изучали физику в школе (на уроках физики рассматривается устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания)

А во-вторых, в наше время совершенно необязательно досконально знать автомобиль, чтобы комфортно ездить на нём – в случае поломки, её всегда можно отдать в сервис. Однако находятся и сейчас заинтересованные автолюбители, которые желают знать о своей машине как можно больше, и наша статья предназначена как раз для таких.

Как работает инжекторный двигатель? Прежде всего стоит отметить, что инжекторный – это один из видов двигателя внутреннего сгорания, ставшего подлинной технической революцией. Начать наш рассказ с устройства и принципа работы двигателя внутреннего сгорания.

Содержание

История создания и принцип работы ДВС
Карбюратор
Инжектор

История создания и принцип работы ДВС

Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором сгорание топлива, за счёт которого выделяется энергия, происходит непосредственно в нем.

Наиболее распространены сегодня четырёхтактные двигатели, которые работают по следующей схеме: сначала производится впуск топливно-воздушной смеси, потом её сжатие, затем следует рабочий ход поршня и последним этапом является выпуск получившихся в результате сгорания газов.

Поскольку в двигателе внутреннего сгорания рабочим является только третий такт (рабочий ход поршня), производители таких силовых агрегатов включают в состав несколько цилиндров (как правило, 4, 8 или 16), соседние друг с другом цилиндры работают с отставанием в один такт, чтобы обеспечивать постоянную работу двигателя.

Карбюратор

Чтобы двигатель внутреннего сгорания получал удобоваримую для работы топливно-воздушную смесь, инженерам нужно было придумать специальное устройство, которое бы прямо во время движения приготавливало такую смесь и передавало её в двигатель. И такое устройство было изобретено – им стал карбюратор.

Карбюраторные двигатели довольно долго занимали лидирующие положение на рынке двигателей, пока производители не начали задумываться об экологии, и вот тут-то выяснилось – карбюраторные очень сильно загрязняют природу, да и мощность была невысокая, а значит, нужно разработать принципиально новый способ подачи топливно-воздушной смеси.

Инжектор

Инжектор – одно из изобретений, резко изменивших всю автомобильную промышленность. В отличие от карбюратора, приготовлявшего воздушно-топливную смесь за пределами двигателя, при инжекторной системе топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, за счёт чего повышается мощность (инжекторные двигатели примерно на 10% мощнее, чем карбюраторные).

В общих чертах принцип работы инжекторного двигателя можно описать так: топливо впрыскивается через форсунки либо в коллектор, где происходит смешение топлива и воздуха, либо, как на большинстве современных автомобилей, прямо в камеру сгорания. Современные инжекторные двигателя делятся на два типа:

Моновпрысковые – всё топливо впрыскивается через общие форсунки, а затем распределяется по камерам сгорания;
Двигатели с распределённым впрыском – каждый поршень имеет свою собственную форсунку, через которую в него попадает топливо, смешение топлива с воздухом в данном случае происходит непосредственно перед сгоранием.

Инжекторные двигатели смогли выместить карбюраторные с рынка двигателей внутреннего сгорания, во-первых, из-за большей мощности (как уже говорилось выше, инжекторные ДВС выдают на 10% большую мощность, чем карбюраторные), кроме того, вредные выбросы при использовании инжекторных сокращаются почти вдвое.

С другой стороны, карбюраторные имеют намного более простое устройство (их можно починить самостоятельно) и стоят дешевле, однако эти достоинства не значат сегодня практически ничего – об экологии нужно заботиться, а значит, карбюраторы уходят в прошлое

Надеемся, наша статья помогла получить ответ на вопрос «как работает инжекторный двигатель». В будущем наш сайт постарается радовать ещё более интересными и актуальными статьями на самые важные для автомобилистов темы.

Устройство и работа инжекторных двигателей автомобиля

Warning: Use of undefined constant php — assumed ‘php’ (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/h811184817/autonovice.ru/docs/wp-content/themes/vw-writer-blog/template-parts/single-post-layout.php on line 20
—>

Современный ритм движения и растущие потребности в комфортном управление автомобилем на передовой рубеж вывели инжекторный (впрысковый) тип двигателя. Он практически вытеснил устаревшую систему карбюраторов. Инжекторный двигатель кардинальным образом улучшил не просто эксплуатационные качества автомобиля, но и изменил показатели мощности (расход топлива, динамику в отношении разгона, экологические характеристики).

Читать еще: Ягуар автоматический запуск двигателя по температуре

Инжекторный двигатель – это двигатель, имеющий инжекторную подачу топлива. Система подобного типа полностью заменила карбюраторную систему и предназначена для всех современных двигателей, использующих бензин.

Инжекторный двигатель – принципы работы.

В сравнении с карбюраторным двигателем, было выявлено, что двигатель с инжектором способен продолжительное время поддерживать высочайшие экологические стандарты, причем без дополнительных ручных регулировок. Это стало возможно лишь из-за самонастройки кислородного датчика по поступающим к нему данным.

И все же, постараемся четко себе представить, как работает инжекторный двигатель. В двигатель инжекторного типа подача топливо в воздушный поток осуществляется с помощью специальных форсунок. Они могут располагаться на выпускном коллекторе, и в этом случае речь идет о системе «Моновпрыск». Если форсунки расположены либо непосредственно во впускном коллекторе каждого цилиндра либо неподалеку от него, принято вести речь о системе «распределенного впрыска». Синонимом этого названия стало «многоточечный коллекторный впрыск». Третий вариант, когда форсунки находятся в головке цилиндров. При подобном расположении впрыск происходит напрямую в камеру сгорания, соответственно система называется « прямой впрыск».

Подача топлива к форсункам в обязательном порядке осуществляется только под давлением. Бортовой компьютер автомобиля в определенный момент времени подает импульс тока, который служит сигналом для открытия форсунок. Объем впрыснутого тока определяет длительность импульса. В свою очередь параметры для длительности подачи тока берутся из данных, поступающих с датчиков, которые и отвечают за контроль над параметрами двигателя. К основным параметрам можно отнести температуру и обороты двигателя, информация о разрежении в задроссельном пространстве и об угле под которым открыта дроссельная заслонка. Не стоит забывать и о контроле над расходом воздуха.

Вот что получает автомобиль, если на нем установлен инжекторный двигатель (сравнение ведется с карбюратором).

1. Осуществляется точная дозировка топлива. Как следствие, расход топлива более экономный, что в свою очередь приводит к снижению токсичности у выхлопных газов.

2. Мощность двигателя возрастает в среднем на 7-10%. Это происходит из-за улучшения наполнения цилиндров. К тому же устанавливается оптимальный угол опережения зажигания, что полностью соответствует рабочему движению двигателя.

3. Динамические свойства автомобиля значительно улучшаются. Вкратце это выглядит так. Система впрыска практически моментально реагирует на малейшие изменения в нагрузке и корректирует параметры топливно–воздушной массы.

4. Автомобиль с легкостью заводится при любых погодных условиях.

1 комментарий к записи “Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным”

После того как пересел с карбюраторной машины на инжектор, сразу почувствовал разницу! Хорошо что прогресс не стоит на месте. По сравнению с карбюраторным двигателем просто сказка. Не надо пользоваться «подсосом», который прикрывает первую камеру карбюратора при запуске двигателя. Отпала нужда по мере прогрева двигателя регулировать обороты двигателя «подсосом». На инжекторном двигателе ни разу не слышал детонации, электронный блок управления сам регулирует угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя или в зависимости от качества залитого топлива. На карбюраторе часто приходилось регулировать угол опережения зажигания, что несомненно надоедало. Да и вообще двигатель стал полностью обособленным, не надо регулировать винтами холостой ход и качество смеси (соотношение воздух-бензин). Правда, с моей точки зрения, нет ничего проще карбюратора, его можно починить или промыть (если засорился) в полевых условиях. Рем.комплект всего карбюратора стоит сущие копейки. А вот с инжектором все сложнее, так как он весь нашпигован датчиками, выяснить причину и ее отремонтировать намного сложнее и дороже. Требуется специальный диагностический сканер, который имеется на СТО, а за диагностику берут они дорого. Плюс датчики стоят дороговато. Благо что при поломке большинства датчиков хоть с трудом, но можно добраться до места, кроме датчика положения коленчатого вала! Запасной нужно возить всегда с собой и в случае выхода его из строя, менять на его месте. Это единственный датчик, при выходе которого из строя, машина просто не заведется.

Принцип работы инжектора

Большинство автомобилей оснащено инжекторной системой питания, которая была изобретена еще в середине прошлого века. Пришла эта система на смену карбюраторам, которые имели большое количество недостатков, да и просто изжили себя, как механизм, в силу различных причин. Поэтому нет сомнений в том, что инжектор – это огромный шаг вперед в области автомобилестроения. Как создавался инжектор, принцип его работы, плюсы и минусы инжектора – обо всем этом мы поговорим сегодня.

Читать еще: Ардуино уно как подключить шаговый двигатель

Краткая история появления инжекторов

Точкой отсчета времени существования инжекторов начинается с 1951 года. Впервые инжекторная система была установлена на 2-х тактный мотор, а затем, в 1954 году уже на 4-х тактный. Первыми, кто установил инжектор на автомобиль, были специалисты компании Bosch.

Увидев, насколько инжектор лучше в сравнении с традиционным для того времени карбюратором, многие производители начинают оснащаться свои машины данной новинкой, что очень пришлось по душе многим покупателям. Конечно, ведь инжектор значительно превосходит карбюратор по своим характеристикам – удобство управления, надежность, стабильнее работа двигателя, нет необходимости постоянной настройки и чистки, что характерно для карбюратора. Поэтому, 70-е годы ознаменовались массовым вытеснением карбюраторов из подкапотного пространства авто.

Так, в 21 веке 99% автопроизводителей устанавливают на машины инжекторные системы питания, карбюраторы уже канули в лету.

Что такое инжектор?

Инжектор, как вы уже догадались, является разновидностью системы впрыска топлива. Характерной особенностью этой системы является подача топлива в цилиндры двигателя через форсунку. Ранней версией инжектора был «моновпрыск», то есть когда одна форсунка осуществляет впрыск во все цилиндры двигателя. Сейчас данная система практически не используется, ей на смену пришел «распределенный впрыск топлива», то есть по форсунке на каждый цилиндр двигателя.

Инжектор – это еще и сложнейший электронный механизм, который имеет в своем составе:

электронный блок управления, своего рода мозг;
форсунки, которые и осуществляют впрыск топлива;
обилие датчиков, благодаря которым и осуществляется управление;
электрический бензонасос.

А теперь постараемся максимально просто описать работу инжектора. С помощью большого количества датчиков: ДМРВ (датчик массового расхода воздуха), датчик положения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости, подачи топлива и т.д., система принимает решение и управляет всем процессом работы двигателя: зажиганием, подачей топлива, распределением его между форсунками, своевременный впрыск топлива в цилиндры, регулирует обороты и т.д. То есть инжектор – это полностью автоматизированная система, в отличие от карбюратора. Но вместе с этим, инжекторная система, какой бы превосходной она не была, имеет определенный перечень недостатков.

Слабые стороны инжектора

Если сравнивать с тем же карбюратором, то инжектор проигрывает в том плане, что его комплектующие части имеют высокую стоимость. Большое количество электроники всегда являлось уязвимым местом, поэтому многие части инжекторной системы даже не поддаются ремонту, а только лишь замене. Так как инжектор технически сложное устройство, немало стоят и ремонтные работы по регулировке, устранению неисправностей или просто чистке инжектора. Кроме того, инжектор очень чувствителен к качеству топлива и, если вы заправились некачественным бензином, велика вероятность возникновения такой проблемы, как детонация, которая очень опасна для двигателя. Напомним, что при карбюраторной системе питания двигатель просто будет иметь неустойчивую работу и повышенный расход, но не детонацию. Но инжекторная система имеет и огромное количество достоинств, что, в принципе и привлекает многих автомобилистов.

Преимущества инжекторной системы

К таковым необходимо отнести расход топлива, инжектор гораздо экономичнее карбюратора притом, что способен развивать большую динамику двигателя. Неоспоримым преимущество инжектора является и легкий запуск в зимнюю пору года. Вспомните, как мучились наши отцы-деды, пытаясь на морозе запустить карбюраторный двигатель. Инжектор, как правило, запускается так же легко, как и летом. Наконец, инжекторный двигатель гораздо мягче и ровнее работает, реже страдает проблемой «плавающих оборотов», что для карбюратора является вполне привычным.

Как видим, инжектор – это очередная ступень в эволюции двигателей внутреннего сгорания. Конечно, есть как приверженцы, так и противники инжекторов, но все же, если поставить человека перед выбором – автомобиль с инжектором, или аналог, но с карбюратором, большинство выберет именно инжекторный автомобиль, как более надежный и современный.

2016-02-21 Принцип работы инжекторного двигателя

В 1807 году изобретатель Франсуа де Ривас изобрел первый двигатель с использованием поршня, шатунов и искры для зажигания сгораемой смеси. С тех пор происходит усовершенствование этой модели.

Принцип работы ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основана на расширении газов при быстром сгорании горючей смеси, поступившей в цилиндр. Газы двигают поршень вниз, а в это время, благодаря форме коленчатого вала, второй поршень поднимается. Движение поршней обеспечивает постоянную работу коленвала.

Существует несколько классификаций ДВС. По виду применяемого топлива они подразделяются на следующие типы:

работающие на легком топливе (газ, бензин);
работающие на тяжелых жидкостях (дизель, мазут).

По месту образования горючих смесей выделяют:

наружные — карбюраторные (смесь образуется снаружи двигателя);
внутренние — инжекторные (смесь находится в цилиндре двигателя).

Недостатки карбюраторных двигателей

Долгие годы в автомобилестроении применялись карбюраторные ДВС. Смесь образовывалась в карбюраторе и вводилась в цилиндр двигателя, где воспламенялась искрой свечи. При этом точно рассчитать соотношение топлива и воздуха было невозможно, поэтому настройка производилась с четом переизбытка в ней бензина. Это приводило к неполному его сгоранию. В выхлопных газах оставалось много топлива, особенно в условиях езды в населенных пунктах.

Недостатки карбюраторных двигателей:

низкая мощность;
большой расход топлива;
высокая концентрация загрязняющих веществ в выбросах.

С увеличением количества автомобилей в городах содержание в атмосфере опасных для экологии выхлопных газов стало приближаться к критическому. Перед инженерами встал вопрос снижения токсичности выбросов. Применение специальных фильтров и катализаторов в выхлопной системе не дало серьезного положительного эффекта и привело к еще более серьезному падению мощности ДВС.

Инжекторные двигатели

С целью устранения недостатков, которые имелись в карбюраторных двигателях, был разработан способ впрыска готовой смеси непосредственно в каждый из цилиндров. Для этого нужно точно определять, какое количество воздуха должно быть в топливе, чтобы обеспечить его полное сгорание. На выходе устанавливается датчик, считывающий эти показатели и передающий данные в систему, формирующую смесь. Этот датчик назван лямбда-зонд. Информацию собирает и обрабатывает электронный блок управления.

В каждом из цилиндров имеется отдельная форсунка. Бензонасос создает давление в топливной сети. Под давлением смесь подается в цилиндр. Электронный блок определяет время открытия и закрытия форсунки, тем самым регулируя количество подаваемой смеси. Для улучшения работы системы в ней предусмотрены следующие дополнительные датчики:

расхода воздуха;
расположения дроссельной заслонки;
охлаждающей жидкости;
расположения коленчатого вала;
кислорода;
детонации.

Внедрение технологии впрыска позволяет добиться:

идеальной концентрации горючей смеси;
более экономного расхода топлива;
увеличение мощности двигателя;
возможности запуска ДВС в любых климатических условиях;
уменьшения токсичности выбросов.

Типы инжекторных систем

Одноточечный впрыск. Это фактически аналог карбюратора. Форсунка одна и она находится перед впускным коллектором. Такая система позволяет переделать карбюраторные двигатели в инжекторные без существенных изменений конструкции.
Многоточечный впрыск. Топливо при таком виде впрыска подается к каждому цилиндру отдельно вблизи впускного клапана. Это позволяет увеличивать мощность двигателя на 10%.

Таким образом, внедрение инжекторных двигателей стало революционным шагом на пути увеличения КПД двигателя и улучшения его экологичности.

голоса

Рейтинг статьи