Brændstofforsyningssystem. Injektionssystemer, beskrivelse og funktionsprincip

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:09

Brændstofforsyningssystemet er nødvendigt for tilførsel af brændstof fra benzintanken, dens yderligere filtrering, samt dannelsen af en ilt-brændstofblanding med dens overførsel til motorcylindrene. I øjeblikket er der flere typer brændstofsystemer. Den mest almindelige i det 20. århundrede var karburatoren, men i dag bliver indsprøjtningssystemet stadig mere populært. Der var også en tredje - enkelt indsprøjtning, hvilket kun var godt, fordi det tillod en smule at reducere brændstofforbruget. Lad os se nærmere på injektionssystemet og forstå dets funktionsprincip.

Generelle bestemmelser

De fleste moderne motorbrændstofsystemer ligner hinanden. Forskellen kan kun være på blandingsstadiet. Brændstofsystemet inkluderer følgende komponenter:

1. Brændstoftanken er et kompakt produkt, der har en pumpe og et filter til rensning af mekaniske partikler. Hovedformålet er brændstoflagring.
2. Brændstofledninger danner et kompleks af slanger og rør til at flytte brændstof fra tanken til blandesystemet.
3. Enhedblandingsdannelse. I vores tilfælde vil vi tale om injektoren. Denne enhed er designet til at opnå en emulsion (luft-brændstofblanding) og tilføre den til cylindrene i takt med motoren.
4. Kontrolenhed til blandingsdannelsessystemet. Den er kun installeret på indsprøjtningsmotorer, hvilket skyldes behovet for at styre sensorer, injektorer og ventiler.
5. Brændstofpumpe. I de fleste tilfælde bruges den nedsænkelige mulighed. Det er en laveffekt elmotor, der er forbundet til en væskepumpe. Smøring opnås af brændstof, og langvarig brug af køretøjet med mindre end 5 liter brændstof kan føre til svigt af elmotoren.

Kort sagt er en injektor en punktforsyning af brændstof gennem en dyse. Det elektroniske signal kommer fra styreenheden. På trods af at injektoren har en række væsentlige fordele i forhold til karburatoren, har den ikke været brugt i lang tid. Dette skyldtes produktets tekniske kompleksitet samt den lave vedligeholdelse af dele, der fejlede. I øjeblikket har punktindsprøjtningssystemer praktisk t alt erstattet karburatoren. Lad os se nærmere på, hvorfor injektoren er så god, og hvad er dens funktioner.

Funktioner ved brændstofudstyr

Bilen har altid været genstand for miljøforkæmperes opmærksomhed. Udstødningsgasser frigives direkte til atmosfæren, som er fyldt med forurening. Diagnostik af brændstofsystemet viste, at mængden af emissioner med forkert blandingsdannelse stiger markant. Af denne simple grund blev det besluttetinstallere en katalysator. Denne enhed viste imidlertid kun gode resultater med en emulsion af høj kvalitet, og i tilfælde af eventuelle afvigelser faldt dens effektivitet betydeligt. Det blev besluttet at udskifte karburatoren med et mere præcist indsprøjtningssystem, som var injektoren. De første muligheder omfattede et stort antal mekaniske komponenter, og ifølge forskning blev et sådant system gradvist værre, efterhånden som køretøjet blev brugt. Dette var helt naturligt, eftersom vigtige komponenter og fungerende dele blev snavsede og fejlede.

For at indsprøjtningssystemet skulle kunne rette sig selv, blev der oprettet en elektronisk styreenhed (ECU). Sammen med den indbyggede Lamba-sonde, som er placeret foran katalysatoren, gav dette en god ydelse. Man kan roligt sige, at brændstofpriserne i dag er ret høje, og injektoren er god, bare fordi den sparer benzin eller diesel. Derudover er der følgende plusser:

1. Øget motorydelse. Især øget effekt med 5-10%.
2. Forbedre køretøjets dynamiske ydeevne. Injektoren er mere følsom over for belastningsændringer og justerer selv sammensætningen af emulsionen.
3. Optimal brændstof-luftblanding reducerer mængden og toksiciteten af udstødningsgasser.
4. Injektionssystemet starter let uanset vejrforholdene, hvilket er en væsentlig fordel i forhold til karburatormotorer.

Brændstofindsprøjtningssystem og dets enhed

Først og fremmest er det værd at bemærke, at moderne indsprøjtningsmotorer er udstyret med dyser, hvis antal er lig med antallet af cylindre. Indbyrdes er dyserne forbundet med en rampe. Der er brændstoffet indeholdt under let tryk, og det er skabt af en elektrisk enhed - en benzinpumpe. Mængden af indsprøjtet brændstof afhænger direkte af varigheden af dyseåbningen, som bestemmes af styreenheden. Til dette tages indikatorer fra forskellige sensorer, der er installeret i hele køretøjet. Nu vil vi overveje de vigtigste:

1. Luftstrømssensor. Tjener til at bestemme fylden af cylindrene med luft. I tilfælde af et sammenbrud ignoreres aflæsningerne, og tabeldata tages som hovedindikatorer.
2. Gaspositionssensor afspejler belastningen på motoren, hvilket skyldes gasspjældposition, luftcyklus og motorhastighed.
3. Kølemiddeltemperaturføler. Ved hjælp af denne controller implementeres styringen af den elektriske ventilator og korrektion af brændstofforsyningen samt tænding. I tilfælde af funktionsfejl er øjeblikkelig diagnosticering af brændstofsystemet ikke nødvendig. Temperaturen tages afhængigt af varigheden af forbrændingsmotoren.
4. Krumtapakselpositionssensoren er nødvendig for at synkronisere systemet som helhed. Controlleren beregner ikke kun motorhastigheden, men også dens position på et bestemt tidspunkt. Da det er en polær sensor, hvis den svigter, er yderligere betjening af køretøjet ikke mulig.
5. Sensoroxygen er nødvendig for at bestemme procentdelen af oxygen i gasser, der udsendes til atmosfæren. Information fra denne controller sendes til ECU'en, som afhængigt af aflæsningerne korrigerer emulsionen.

Det er værd at være opmærksom på, at ikke alle køretøjer med en injektor er udstyret med en iltsensor. Kun de biler, der er udstyret med en katalysator med Euro-2 og Euro-3 toksicitetsstandarder, har dem.

Typer af injektionssystemer: enkeltpunktsindsprøjtning

I øjeblikket bruges alle systemer aktivt. De er klassificeret afhængigt af antallet af dyser og stedet for brændstofforsyning. Der er tre indsprøjtningssystemer i alt:

• enkelt punkt (enkelt indsprøjtning);
• multipoint (distribution);
• umiddelbart.

Først, lad os se på enkeltpunkts injektionssystemer. De blev skabt umiddelbart efter karburatorerne og blev betragtet som mere avancerede, men mister nu gradvist deres popularitet på grund af mange årsager. Der er flere ubestridelige fordele ved sådanne systemer. De vigtigste er betydelige brændstofbesparelser. Da brændstofpriserne er ret høje i dag, er en sådan injektor relevant. Interessant nok indeholder dette system noget mindre elektronik, så det er mere pålideligt og stabilt. Når information fra sensorerne overføres til kontrolelementet, ændres injektionsparametrene øjeblikkeligt. Det er meget interessant, at næsten enhver karbureret motor kan konverteres til enkeltpunkts-indsprøjtning uden væsentligstrukturelle ændringer. Den største ulempe ved sådanne systemer er den lave gasrespons fra forbrændingsmotoren samt aflejring af en betydelig mængde brændstof på opsamlervæggene, selvom dette problem også var iboende i karburatormodeller.

Da der kun er én dyse i dette tilfælde, er den placeret på indsugningsmanifolden i stedet for karburatoren. Da dysen var på et godt sted og konstant var under en strøm af kold luft, var dens pålidelighed på højeste niveau, og designet var ekstremt enkelt. Gennemskylning af brændstofsystemet med enkeltpunktsindsprøjtning tog ikke meget tid, da det var nok kun at blæse én dyse ud, men øgede miljøkrav førte til udviklingen af andre, mere moderne systemer.

Multipoint-indsprøjtningssystemer

Distribueret indsprøjtning anses for at være mere moderne, kompleks og mindre pålidelig. I dette tilfælde er hver cylinder udstyret med en isoleret dyse, som er placeret i indsugningsmanifolden i umiddelbar nærhed af indsugningsventilen. Derfor udføres tilførslen af emulsionen separat. Som nævnt ovenfor, med en sådan indsprøjtning, kan forbrændingsmotorens kraft øges op til 5-10%, hvilket vil være mærkbart, når du kører på vejen. Et andet interessant punkt: dette brændstofindsprøjtningssystem er godt, fordi dysen er placeret meget tæt på indsugningsventilen. Dette minimerer brændstofopbygning på manifoldvæggene, hvilket resulterer i betydelige brændstofbesparelser.

Der er flere typerflerpunktsinjektion:

1. Samtidig - alle dyser åbner på samme tid.
2. Parparallel - åbning af dyser i par. Den ene injektor åbner ved indsugningsslaget og den anden før udstødningsslaget. I øjeblikket bruges et sådant system kun på tidspunktet for nødstart af forbrændingsmotoren i tilfælde af fasefejl (krumtapakselpositionssensor).
3. Phased - hver dyse styres separat og åbner før indsugningsslaget.

I dette tilfælde er systemet ret komplekst og er helt afhængig af elektronikkens nøjagtighed. For eksempel vil gennemskylning af brændstofsystemet tage meget længere tid, da hver injektor skal skylles. Lad os nu gå videre og se på en anden populær type injektion.

Direkte indsprøjtning

Injektionsbiler med sådanne systemer kan betragtes som de mest miljøvenlige. Hovedmålet med at introducere denne indsprøjtningsmetode er at forbedre kvaliteten af brændstofblandingen og en smule øge effektiviteten af køretøjets motor. De vigtigste fordele ved denne løsning er som følger:

• omhyggelig forstøvning af emulsionen;
• dannelse af en blanding af høj kvalitet;
• effektiv brug af emulsion på forskellige stadier af ICE-drift.

Baseret på disse fordele kan vi sige, at sådanne systemer sparer brændstof. Dette er især bemærkelsesværdigt, når du kører stille og roligt i byområder. Hvis vi sammenligner to biler med samme motorstørrelse, men forskellige indsprøjtningssystemer, for eksempel direkte og multipoint, såden bedste dynamiske ydeevne vil være i det direkte system. Udstødningsgasser er mindre giftige, og den optagne literkapacitet vil være lidt højere på grund af luftkøling og det faktum, at trykket i brændstofsystemet er lidt øget.

Men du bør være opmærksom på følsomheden af direkte indsprøjtningssystem for brændstofkvalitet. Hvis vi tager højde for standarderne i Rusland og Ukraine, bør svovlindholdet ikke overstige 500 mg pr. 1 liter brændstof. Samtidig indebærer europæiske standarder, at indholdet af dette element er 150, 50 og endda 10 mg pr. liter benzin eller diesel.

Hvis vi kort betragter dette system, ser det sådan ud: dyserne er placeret i cylinderhovedet. Ud fra dette udføres indsprøjtning direkte i cylindrene. Det er værd at bemærke, at dette indsprøjtningssystem er velegnet til mange benzinmotorer. Som nævnt ovenfor bruges højtryk i brændstofsystemet, hvorunder emulsionen tilføres direkte til forbrændingskammeret, uden om indsugningsmanifolden.

Brændstofindsprøjtningssystem: magert løb

Lidt højere undersøgte vi direkte indsprøjtning, som først blev brugt på Mitsubishi-biler, som havde forkortelsen GDI. Lad os tage et hurtigt kig på en af hovedtilstandene - at køre på en mager blanding. Dens essens ligger i det faktum, at køretøjet i dette tilfælde fungerer ved lette belastninger og moderate hastigheder op til 120 kilometer i timen. Brændstofindsprøjtning udføres af en lommelygtesidste fase af kompression. Reflekteret fra stemplet blander brændstoffet sig med luft og kommer ind i tændrørsområdet. Det viser sig, at blandingen i kammeret er betydeligt opbrugt, men dens ladning i området omkring tændrøret kan betragtes som optimal. Dette er nok til at antænde den, hvorefter resten af emulsionen også antændes. Faktisk sikrer et sådant brændstofindsprøjtningssystem normal drift af forbrændingsmotoren selv ved et luft/brændstofforhold på 40:1.

Dette er en meget effektiv tilgang, der sparer meget brændstof. Men det er værd at være opmærksom på, at spørgsmålet om neutralisering af udstødningsgasser er blevet akut. Faktum er, at katalysatoren er ineffektiv, da der dannes nitrogenoxid. I dette tilfælde anvendes udstødningsgasrecirkulation. Et specielt ERG-system giver dig mulighed for at fortynde emulsionen med udstødningsgasser. Dette sænker forbrændingstemperaturen noget og neutraliserer dannelsen af oxider. Denne tilgang vil dog ikke tillade dig at øge belastningen på motoren. For delvist at løse problemet, anvendes en lagringskatalysator. Sidstnævnte er ekstremt følsom over for brændstoffer med et højt svovlindhold. Af denne grund er periodisk eftersyn af brændstofsystemet påkrævet.

Homogen blanding og 2-trins drift

Power Mode (homogen blanding) - ideel til aggressiv kørsel i byområder, overhaling samt kørsel på motorveje og motorveje. I dette tilfælde bruges en konisk lommelygte, som er mindre økonomisk end den tidligere version. Indsprøjtningudføres på indtagelsesslaget, og den resulterende emulsion har norm alt et forhold på 14,7:1, det vil sige tæt på støkiometrisk. Faktisk er dette automatiske brændstofforsyningssystem nøjagtigt det samme som distributionssystemet.

To-trins tilstand indebærer brændstofindsprøjtning på kompressionsslaget såvel som opstart. Hovedopgaven er en kraftig stigning i motoren. Et slående eksempel på den effektive drift af et sådant system er bevægelse ved lave hastigheder og et skarpt tryk på speederen. I dette tilfælde øges sandsynligheden for detonation betydeligt. Af denne simple grund, i stedet for et trin, foregår injektionen i to.

I det første trin indsprøjtes en lille mængde brændstof på indsugningsslaget. Dette giver dig mulighed for at sænke temperaturen på luften i cylinderen lidt. Vi kan sige, at cylinderen vil indeholde en ekstra mager blanding i forholdet 60: 1, derfor er detonation umulig som sådan. I det sidste trin af kompressionsslaget indsprøjtes en brændstofstråle, som bringer emulsionen til en rig i et forhold på ca. 12:1. I dag kan vi sige, at et sådant motorbrændstofsystem kun blev introduceret til køretøjer på det europæiske marked. Dette skyldes det faktum, at høje hastigheder ikke er iboende i Japan, derfor er der ingen høje belastninger på motoren. I Europa er der et stort antal motorveje og autobahns, så bilisterne er vant til at køre hurtigt, og det er en stor belastning af forbrændingsmotoren.

Noget andet interessant

Det er værd at være opmærksom på, at i modsætning til karburatorsystemer kræver indsprøjtning, at der er en regelmæssig kontrol af brændstofsystemet. Dette skyldes det faktum, at et stort antal kompleks elektronik kan fejle. Som følge heraf vil dette føre til uønskede konsekvenser. For eksempel vil overskydende luft i brændstofsystemet føre til en krænkelse af emulsionssammensætningen og et forkert blandingsforhold. I fremtiden påvirker dette motoren, ustabil drift opstår, controllere fejler osv. Faktisk er injektoren et komplekst system, der bestemmer, hvornår en gnist skal påføres cylindrene, hvordan man leverer en blanding af høj kvalitet til cylinderblok eller indsugningsmanifold, hvornår man skal åbne injektorerne og hvilket forhold mellem luft og benzin der skal være i emulsionen. Alle disse faktorer påvirker den synkroniserede drift af brændstofsystemet. Det interessante er, at uden de fleste controllere kan maskinen fungere korrekt uden væsentlige afvigelser, da der er nødjournaler og tabeller, der vil blive brugt.

Effektiviteten af forbrændingsmotoren i vores tilfælde bestemmes af, hvor korrekte data modtaget fra controllerne vil være. Jo mere nøjagtige de er, jo mindre er mulige forskellige fejl i brændstofsystemet. Hastigheden af systemet som helhed spiller også en vigtig rolle. I modsætning til karburatorer er manuel justering ikke påkrævet her, og det eliminerer fejl under kalibreringsarbejdet. Følgelig vil vi få en mere fuldstændig forbrænding af blandingen og et bedre økologisystem.

Konklusion

Afslutningsvis er det værd at fortælle lidt om de mangler, der er iboende i injektionssystemer. Den største ulempe er de høje omkostninger ved forbrændingsmotorer. Vedi det store og hele vil omkostningerne ved sådanne enheder være omkring 15 % højere, hvilket er betydeligt. Men der er også andre ulemper. For eksempel kan en defekt brændstofsystemventil i de fleste tilfælde ikke repareres på grund af en lækage, så du skal bare skifte den. Dette gælder også for vedligeholdelse af udstyr generelt. Nogle komponenter og dele er meget nemmere at købe nye end at bruge penge på deres reparation. Denne kvalitet er ikke iboende i karburatorkøretøjer, hvor du kan sortere alle de vigtige komponenter og genoprette deres ydeevne uden at bruge en masse tid og kræfter. Uden tvivl bliver det elektroniske brændstofforsyningssystem repareret med stor indsats og midler. Sofistikeret elektronik vil næppe blive repareret på den første tilgængelige servicestation.

Nå, vi t alte med dig om, hvad injektionssystemer er. Som du kan se, er dette et meget interessant emne for samtale. Du kan snakke meget mere om, hvilke gode dyser og muligheden for øjeblikkeligt at justere motoren. Men vi har allerede t alt om hovedpunkterne. Husk, at brændstofsystemet i en benzinmotor skal efterses regelmæssigt for mulige defekter. For eksempel, på grund af den lave kvalitet af brændstof, som faktisk er iboende i vores land, bliver dyser ofte tilstoppede. På grund af dette begynder motoren at arbejde intermitterende, kraften falder, blandingen bliver for mager eller omvendt. Alt dette har en meget dårlig effekt på bilen som helhed, så konstant og regelmæssig overvågning er nødvendig. Prøv desuden kun at fylde den benzin, som er anbefalet af producenten af dit køretøj.