Разные системы и типы впрыска топлива.
Рассмотрим кратко некоторые схемы.
Топливный инжектор — это не что иное, как автоматический контролируемый клапан. Топливные форсунки являются частью механической системы, которая впрыскивает топливо в камеры сгорания через определенный интервал. Топливные инжекторы способны открываться и закрываться много раз в течение одной секунды. В последние годы, использованные ранее для доставки топлива карбюраторы, были практически заменены инжекторами.
Дроссельно-заслонный инжектор.
Корпус дроссельной заслонки является самым простым типом впрыска. Как и карбюраторы, дроссельно-заслонный инжектор расположен на верхней части двигателя. Такие инжекторы очень сильно напоминают карбюраторы, кроме их работы. Как и карбюраторы, они не имеют миску топлива или жиклеры. В том виде форсунки передают его непосредственно в камеры сгорания.
Система непрерывного впрыска.
Как и предполагает название, существует непрерывный поток топлива из форсунок. Вход его в цилиндры или трубки контролируется с помощью впускных клапанов. Существует непрерывный поток топлива при переменной ставке в непрерывной инъекции.
Центральный порт впрыска (ИПЦ).
Эта схема использует особый тип арматуры, так называемые ‘тарелки клапанов’. Тарелками клапанов являются клапаны, используемые для управления входа и выброса топлива к цилиндру. Это распыляет горючее на каждый прием с помощью трубки, прикрепленной к центральному инжектору.
Мульти-порт или многоточечный впрыск топлива — схема работы.
Один из более продвинутых схем впрыска топлива в наше время называется ‘многоточечный или мульти-порт впрыска’. Это динамический тип впрыска, в котором содержится отдельная форсунка для каждого цилиндра. В мульти-порт системе впрыска топлива все форсунки распыляют его одновременно без каких-либо задержек. Одновременный многоточечный впрыск — это одна из самых продвинутых механических настроек, которая позволяет горючему в цилиндре мгновенно воспламеняться. Следовательно, с многоточечным впрыском топлива водитель получит быстрый отклик.
Современные схемы впрыска топлива являются довольно сложными компьютеризированными механическими системами, которые сводятся не только к топливным форсункам. Весь процесс контролируется с помощью компьютера. И различные детали реагируют в соответствии с данными инструкциями
Существует ряд датчиков, которые адаптируется с помощью посыла важной информации компьютером. Существуют различные датчики, которые контролируют расход топлива, уровень кислорода и другие
Хотя эта схема топливной системы более сложная, но работа ее разных частей очень уточненная. Она помогает контролировать уровень кислорода и расход топлива, что поможет избежать ненужного расхода горючего в двигателе. Топливная форсунка дает вашему авто потенциал для выполнения задач с высокой степенью точности.
Что же лучше — таблица?
Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов
| Распределенный (MPI) плюсы | Непосредственный (GDI) плюсы |
| Дешевый | Мощнее (около 5%) |
| Простой | Меньший расход (до 10%) |
| Работают больше без очистки | Экологичнее |
| Не требовательны к качеству топлива | |
| Инжектора проще конструкция |
Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.
Сейчас видео версия смотрим.
А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?
НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.
Похожие новости
- Можно ли заливать дизельное масло в бензиновый двигатель. Какие …
- Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сдела…
- Гидрокомпенсаторы или толкатели (клапанов). Что лучше?
Другой вариант классификации
Система может быть нескольких видов и вариантов.
- Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
- Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
- Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.
Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.
Кто изобрёл и как развивалась технология прямого или непосредственного впрыска топлива
Технология прямого или непосредственного впрыска топлива изначально разрабатывалась для дизельных двигателей. Примечательно, что в том виде, в котором она существует сейчас, её в начале 20-го века разработал и успешно внедрил русский инженер Вадим Аршаулов.
Не много позже эту технологию внедрили и в бензиновые двигатели, но произошло это отнюдь не в конце 20-го века, как думают некоторые. Эта технология использовалась ещё во времена Второй мировой войны в двигателях истребителей Messerschmitt. Что касается автомобилей, то первым серийным автомобилем с бензиновым двигателем, в котором её применили, стал легендарный Mercedes-Benz 300 SL Gullwing, появившийся в 1954 году.
В то время управление прямым впрыском топлива осуществлялось с помощью механики, что было очень сложно и дорого, в связи с чем в бензиновых двигателях эта технология сразу не прижилась. Однако благодаря развитию электроники, в 1990-х годах автопроизводители решили к ней вернуться.
Что же лучше — таблица?
Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов
| Распределенный (MPI) плюсы | Непосредственный (GDI) плюсы |
| Дешевый | Мощнее (около 5%) |
| Простой | Меньший расход (до 10%) |
| Работают больше без очистки | Экологичнее |
| Не требовательны к качеству топлива | |
| Инжектора проще конструкция |
Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.
Сейчас видео версия смотрим.
А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?
НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.
(31 голосов, средний: 4,84 из 5)
Виды форсунок
Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:
- Электромагнитные форсунки;
- Электрогидравлические форсунки;
- Пьезоэлектрические форсунки.
Устройство электромагнитной форсунки
1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 – пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 – уплотнение; 9 — сопло форсунки.
Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.
Как работает электромагнитная форсунка
Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.
Устройство электрогидравлической форсунки
1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.
Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.
Как работает электрогидравлическая форсунка
Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.
Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.
Устройство пьезоэлектрической форсунки
1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.
Пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.
Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)
Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.
Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.
Основные различия между системами
Предназначение обеих систем состоит в насыщении цилиндров горючей смесью. Система заранее определяет и подготавливает смесь к подаче в двигатель, неэффективное распределение топлива влияет на общий расход, окружающую среду. Что лучше карбюратор или инжектор, первый пользуется популярностью при отдаленных местностях от сервисов, так как поддаются настройке без специализированного инструмента. В чем разница инжектора и карбюратора, выясняется многими автовладельцами перед покупкой нового или поддержанного железного друга.
Все реже можно увидеть на рынке автомобили с моновпрыском, так как автомобильную промышленность заполонили силовые агрегаты с современной системой подачи топлива. Чем отличается инжектор от карбюратора, что количество бензина подается при точно дозированной форме при определенных нагрузках, что положительно влияет на расход. Инжектор или карбюратор имеют различия между собой и особенности, ставящие серьезный выбор перед будущим владельцем.
Инжекторная система
Использование инжекторной системы в автомобилях обусловлено немалым количеством достоинств.
Применяемый долгое время при производстве силовых агрегатов карбюратор, остающийся лучшим, заменился более современной конструкцией по ряду причин:
- Экономичность достигается за счет подачи бензина при необходимой дозировке, в зависимости от нагрузок и режима эксплуатации, чем отличается инжектор от карбюратора;
- Температура окружающей среды не зависит на запуск двигателя, ЭБУ контролирует количество подаваемой горючей смеси на холодном двигателе;
- Динамические показатели значительно выше, особенно на высоких оборотах.
Перед тем, как сделать выводы, что лучше на ваз 2109 инжектор, или карбюратор, стоит обратить внимание на некоторые сложности. Современная версия не требовательна к расходу бензина, имеет облегченный запуск при зимнем периоде. Однако, при длительной эксплуатации конструкция подвергается дорогостоящему ремонту, а то и заменой узлов
Однако, при длительной эксплуатации конструкция подвергается дорогостоящему ремонту, а то и заменой узлов
Однако, при длительной эксплуатации конструкция подвергается дорогостоящему ремонту, а то и заменой узлов.
Распространенные минусы и плюсы:
- Используемое топливо при работе узлов должно быть качеством выше, чем в карбюраторных, иначе форсунки забьются, автомобиль потеряет динамические свойства;
- Обслуживание и замена узлов происходит с помощью немалых финансовых затрат.
Карбюраторный тип подачи горючей смеси
Наиболее распространенной системой впрыска топлива, особенно на машинах, выпускаемых отечественным автопромом, является карбюраторный. Благодаря возможности ремонта своими руками в дали от автосервиса, следует вывод, что лучше выбрать карбюратор, или инжектор на ваз 21099.
Значительные плюсы и минусы данного типа подачи горючей смеси:
- Замена устройства комплексом, обойдется дешевле инжекторной системы, на стоимость поддержанного автомобиля это никак не влияет;
- Карб менее требователен к качеству бензина, своевременная замена топливного, воздушного фильтра дадут возможность долго проездить без технического обслуживания;
- Ремонт и регулировка не требуют компьютерных диагностик, произвести настройку можно в гараже своими руками.
Естественно, инжектор и карбюратор используется при разных средах, при повышенных нагрузках. У старомодных систем проявляются значительные минусы при эксплуатации, поэтому стоит взвесить все за и против, прежде чем сказать, что лучше карбюратор или инжектор.
Отрицательные стороны карбюраторов:
- Отличие, что запуск при морозе осуществляется только механическим способом, путем выдергивания подсоса из салона автомобиля;
- Расход топлива намного выше, так как горючая смесь подается равномерно при разных режимах работы;
- Малейшие, а так же большие сдвиги при настройке являются следствием нестабильной работы ДВС.
Подводя итоги в споре, что лучше карбюратор или инжектор, необходимо отметить, что каждая из разработок требует должного обслуживания при процессе эксплуатации. При тяжелых условиях следует проводить чистку узлов, замену фильтров чаще, чем описано в регламенте. Своевременное обслуживание придаст уверенности, надежности при эксплуатации автомобиля.
Новые разработки
Конструкторы же на достигнутом не останавливаются. Своеобразную доработку прямого впрыска сделали в концерне VAG в силовом агрегате TFSI. У него систему питания объединили с турбокомпрессором.
Интересное решение предложила компания Orbital. Они разработали особую форсунку, которая помимо топлива впрыскивает в цилиндры еще и сжатый воздух, подающийся от дополнительного компрессора. Такая топливовоздушная смесь обладает отличной воспламеняемостью и хорошо сгорает. Но это пока только разработка и найдет ли она применение на авто, пока неизвестно.
В целом же, непосредственный впрыск сейчас является самой лучшей системой питания в плане экономичности и экологичности, хоть и имеются у нее свои недостатки.
Виды и особенности работы систем впрыска бензиновых двигателей
Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.
Устройство
В инжекторной системе подачи впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами.
Классификация
По точке установки и количеству форсунок:
- Моновпрыск ,центральный впрыск , илиодноточечный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная, как правило, на месте карбюратора (на впускном коллекторе). В настоящее время непопулярна ввиду возросших экологических требований: начиная с Евро-3 экологический стандарт требует индивидуальной дозировки топлива для каждого из цилиндров. Моновпрыски отличались простотой и очень высокой надежностью, прежде всего из-за того, что форсунка находится в относительно комфортном месте, в потоке холодного воздуха.
- Распределённый впрыск , илимноготочечный впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе вблизи впускного клапана. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:
- Одновременный — все форсунки открываются одновременно.
- Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед тактом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке датчика положения распределительного вала (так называемой фазы).
- Фазированный впрыск — каждая форсунка управляется отдельно и открывается непосредственно перед тактом впуска.
- Непосредственный впрыск — впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.
Управление системой подачи топлива
В настоящее время системами подачи топлива управляют специальные микроконтроллеры, этот вид управления называется электронным. Принцип работы такой системы основан на том, что решение о моменте и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллер, основываясь на данных, поступающих от датчиков. На ранних моделях системы подачи топлива, в роли контроллера выступали специальные механические устройства.
Работа при послойном образовании топливной смеси
Из-за особенностей строения коллектора (наличия заслонок, которые закрывают низы) перекрывается доступ к низу. На такте впуска воздух поступает в верхнюю часть цилиндра, после некоторого вращения коленчатого вала на такте сжатия происходит впрыск топлива, который и требует большого давления насоса. Далее полученная смесь сносится при помощи воздушного вихря на свечу. В момент подачи искры бензин уже будет хорошо перемешан с воздухом, что способствует качественному сгоранию. При этом воздушная прослойка создает своеобразную оболочку, которая снижает потери и повышает коэффициент полезного действия, тем самым уменьшая расход топлива.
Следует отметить, что работа при послойном впрыске топлива является наиболее перспективным направлением, так как в этом режиме можно достичь наиболее оптимального сгорания топлива.
Однородное образование топливной смеси
В данном случае происходящие процессы понять еще легче. Топливо и необходимый для сгорания воздух почти одновременно попадают в цилиндр двигателя на такте впуска. Еще до достижения поршнем верхней мертвой точки топливовоздушная смесь находится в смешанном состоянии. Образование высококачественной смеси происходит благодаря высокому давлению впрыска. Система переключается с одного режима работы на другой благодаря анализу поступающих данных. Это в результате и приводит к повышению экономичности двигателя.
Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска
Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная . Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.
В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:
- Насос (электрический).
- Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
- Топливопроводы.
- Рампа.
- Форсунки.
Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.
В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.
Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.
Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.
Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.
Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.
Виды инжекторов
Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.
На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:
- центрального;
- распределенного;
- непосредственного.
Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.
Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.
Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.
В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.
Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.
В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.
Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.
Большая политика
ДЕСЯТИЛЕТИЯМИ впрыск и карбюрация мирно сосуществовали: в модельном ряду многих автопроизводителей имелись обе версии двигателей. У покупателей был выбор: отдать предпочтение дешевому карбюратору, обслуживать который можно без лишних затрат, или более дорогому впрыску с повышенной чувствительностью к качеству топлива и сложными деталями, многие из которых вообще неремонто-пригодны.
Но в 1963 году в США был принят закон о чистом воздухе – “Clean Air Act”, и оказалось, что лучше всего новым требованиям отвечают европейские модели с системами впрыска. В самой Европе в 1993 году вступил в силу стандарт “Euro I”, в который не вписывались как обычные карбюраторы (без электронного управления), так и впрыск с механическим управлением. Еще через три года ввели более жесткие ограничения “Euro II”, и эра карбюраторов завершилась. Конец ей положила забота об окружающей среде: только инжектор сохраняет выхлоп автомобиля в рамках современных экологических требований, причем происходит это в течение длительного времени и безо всяких регулировок.
В наши дни инжектор уже практически полностью вытеснил карбюратор. Одним из его последних оплотов оставался АвтоВАЗ, отказавшийся от древнего устройства лишь несколько лет назад, да и то по причине введения в России “Euro II”. А впрыск у нас впервые появился на “Жигулях” в 1991 году – им оснащали экспортную модификацию ВАЗ-2107.
Увидим ли мы в будущем альтернативу самому впрыску? Время покажет.
Вывод
Инжектор – современное решение для современного автомобиля. Его работа обеспечивает лучшие показатели расхода, мощности и экологичности машины. Но есть и свои трудности. Ввиду сложности работы, ремонтом и диагностикой неисправностей могут заниматься только представители сервисных центров, обладающие необходимыми оборудованием для проверки. Огромное количество датчиков позволяет вычислять оптимальные дозы подачи топлива и ее смесь, однако, при их неисправности или неправильной настройке, вместо ожидаемой экономии бензина и мощности, можно получить совершенно противоположный результат. Чаще всего в системе выходят из строя датчики. Их стоимость относительная высокая, а продолжительность работы зависит в первую очередь от качества бензина. А топливо может попасться и с примесями, даже на хороших заправках.
