Systém dodávky paliva. Vstrekovacie systémy, popis a princíp činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Systém prívodu paliva je potrebný na prívod paliva z plynovej nádrže, jeho ďalšiu filtráciu, ako aj tvorbu zmesi kyslíka a paliva s jej presunom do valcov motora. V súčasnosti existuje niekoľko typov palivových systémov. Najrozšírenejším v 20. storočí bol karburátor, no dnes je čoraz obľúbenejší systém vstrekovania. K dispozícii bol aj tretí - jedno vstrek, ktorý bol dobrý len preto, že umožnil mierne znížiť spotrebu paliva. Pozrime sa bližšie na vstrekovací systém a pochopíme jeho princíp fungovania.

Všeobecné ustanovenia

Väčšina moderných palivových systémov motora je podobná. Rozdiel môže byť len v štádiu miešania. Palivový systém obsahuje nasledujúce komponenty:

1. Palivová nádrž je kompaktný výrobok, ktorý má čerpadlo a filter na čistenie mechanických častíc. Hlavným účelom je skladovanie paliva.
2. Palivové potrubia tvoria komplex hadíc a rúrok na presun paliva z nádrže do zmiešavacieho systému.
3. Zariadenietvorba zmesi. V našom prípade budeme hovoriť o vstrekovači. Táto jednotka je navrhnutá tak, aby získavala emulziu (zmes vzduchu a paliva) a dodávala ju do valcov súčasne s motorom.
4. Riadiaca jednotka pre systém tvorby zmesi. Inštaluje sa iba na vstrekovacie motory, čo je spôsobené potrebou ovládať snímače, vstrekovače a ventily.
5. Palivové čerpadlo. Vo väčšine prípadov sa používa ponorná možnosť. Je to elektromotor s nízkym výkonom, ktorý je pripojený k čerpadlu kvapaliny. Mazanie sa realizuje palivom a dlhodobé používanie vozidla s menej ako 5 litrami paliva môže viesť k poruche elektromotora.

Stručne povedané, vstrekovač je bodový prívod paliva cez trysku. Elektronický signál prichádza z riadiacej jednotky. Napriek tomu, že vstrekovač má oproti karburátoru množstvo významných výhod, dlho sa nepoužíval. Bolo to spôsobené technickou zložitosťou produktu, ako aj nízkou údržbou častí, ktoré zlyhali. V súčasnosti systémy bodového vstrekovania prakticky nahradili karburátor. Pozrime sa bližšie na to, prečo je vstrekovač taký dobrý a aké sú jeho vlastnosti.

Funkcie palivového zariadenia

Auto bolo vždy predmetom pozornosti ekológov. Výfukové plyny sa uvoľňujú priamo do atmosféry, ktorá je plná znečistenia. Diagnostika palivového systému ukázala, že množstvo emisií pri nesprávnej tvorbe zmesi výrazne stúpa. Z tohto jednoduchého dôvodu bolo rozhodnuténainštalujte katalyzátor. Toto zariadenie však vykazovalo dobré výsledky len s kvalitnou emulziou a v prípade akýchkoľvek odchýlok výrazne klesla jeho účinnosť. Bolo rozhodnuté nahradiť karburátor presnejším vstrekovacím systémom, ktorým bol vstrekovač. Prvé možnosti zahŕňali veľké množstvo mechanických komponentov a podľa výskumu sa takýto systém používaním vozidla postupne zhoršoval. Bolo to celkom prirodzené, pretože dôležité komponenty a pracovné časti sa zašpinili a zlyhali.

Aby sa vstrekovací systém mohol sám korigovať, bola vytvorená elektronická riadiaca jednotka (ECU). Spolu so vstavanou sondou Lamba, ktorá je umiestnená pred katalyzátorom, to podávalo dobrý výkon. Dá sa povedať, že ceny pohonných hmôt sú dnes dosť vysoké a vstrekovač je dobrý už len preto, že šetrí benzín či naftu. Okrem toho sú tu nasledujúce plusy:

1. Zvýšený výkon motora. Najmä zvýšený výkon o 5 – 10 %.
2. Zlepšite dynamický výkon vozidla. Injektor je citlivejší na zmeny zaťaženia a sám si upravuje zloženie emulzie.
3. Optimálna zmes paliva a vzduchu znižuje množstvo a toxicitu výfukových plynov.
4. Vstrekovací systém sa ľahko štartuje bez ohľadu na poveternostné podmienky, čo je značná výhoda oproti motorom s karburátorom.

Systém vstrekovania paliva a jeho zariadenie

V prvom rade stojí za zmienku fakt, že moderné vstrekovacie motory sú vybavené dýzami, ktorých počet sa rovná počtu valcov. Trysky sú medzi sebou spojené rampou. Tam sa palivo nachádza pod miernym tlakom a vytvára ho elektrické zariadenie - benzínové čerpadlo. Množstvo vstrekovaného paliva priamo závisí od doby otvorenia trysky, ktorú určuje riadiaca jednotka. Na tento účel sa indikátory odoberajú z rôznych snímačov, ktoré sú nainštalované v celom vozidle. Teraz zvážime tie hlavné:

1. Senzor prietoku vzduchu. Slúži na zistenie plnosti valcov vzduchom. V prípade poruchy sa namerané hodnoty ignorujú a ako hlavné ukazovatele sa berú tabuľkové údaje.
2. Snímač polohy škrtiacej klapky odráža zaťaženie motora, ktoré je spôsobené polohou škrtiacej klapky, cyklovaním vzduchu a otáčkami motora.
3. Snímač teploty chladiva. Pomocou tohto regulátora sa realizuje ovládanie elektrického ventilátora a korekcia dodávky paliva, ako aj zapaľovanie. V prípade poruchy nie je potrebná okamžitá diagnostika palivového systému. Teplota sa meria v závislosti od trvania spaľovacieho motora.
4. Snímač polohy kľukového hriadeľa (kľukového hriadeľa) je potrebný na synchronizáciu systému ako celku. Regulátor vypočítava nielen otáčky motora, ale aj jeho polohu v určitom časovom bode. Keďže ide o polárny snímač, v prípade jeho poruchy nie je možná ďalšia prevádzka vozidla.
5. Senzorkyslík je potrebný na určenie percenta kyslíka v plynoch emitovaných do atmosféry. Informácie z tohto ovládača sa prenášajú do ECU, ktorá v závislosti od nameraných hodnôt upraví emulziu.

Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že nie všetky vozidlá s injektorom sú vybavené kyslíkovým senzorom. Majú ich iba autá, ktoré sú vybavené katalyzátorom s normami toxicity Euro-2 a Euro-3.

Typy vstrekovacích systémov: jednobodové vstrekovanie

V súčasnosti sa aktívne používajú všetky systémy. Sú klasifikované v závislosti od počtu trysiek a miesta dodávky paliva. Celkovo existujú tri vstrekovacie systémy:

• jeden bod (jedno vstrekovanie);
• multipoint (distribúcia);
• okamžité.

Najprv sa pozrime na jednobodové vstrekovacie systémy. Boli vytvorené hneď po karburátorových a boli považované za pokročilejšie, ale teraz postupne strácajú svoju popularitu z mnohých dôvodov. Existuje niekoľko nepopierateľných výhod takýchto systémov. Tými hlavnými sú výrazná úspora paliva. Vzhľadom na to, že ceny paliva sú dnes pomerne vysoké, takýto vstrekovač je relevantný. Zaujímavosťou je, že tento systém obsahuje o niečo menej elektroniky, takže je spoľahlivejší a stabilnejší. Pri prenose informácií zo snímačov do ovládacieho prvku sa okamžite zmenia parametre vstrekovania. Je veľmi zaujímavé, že takmer každý karburátorový motor sa dá prerobiť na jednobodové vstrekovanie bez výraznejšíchštrukturálne zmeny. Hlavnou nevýhodou takýchto systémov je nízka odozva škrtiacej klapky spaľovacieho motora, ako aj usadzovanie značného množstva paliva na stenách kolektorov, hoci tento problém bol vlastný aj modelom karburátorov.

Keďže v tomto prípade je iba jedna tryska, je umiestnená na sacom potrubí namiesto karburátora. Keďže tryska bola na dobrom mieste a bola neustále pod prúdom studeného vzduchu, jej spoľahlivosť bola na najvyššej úrovni a dizajn bol mimoriadne jednoduchý. Prepláchnutie palivovej sústavy jednobodovým vstrekovaním nezabralo veľa času, keďže stačilo vyfúknuť iba jednu trysku, no zvýšené ekologické požiadavky viedli k vývoju iných, modernejších systémov.

Viacbodové vstrekovacie systémy

Distribuované vstrekovanie sa považuje za modernejšie, komplexnejšie a menej spoľahlivé. V tomto prípade je každý valec vybavený izolovanou tryskou, ktorá je umiestnená v sacom potrubí v tesnej blízkosti sacieho ventilu. Preto sa dodávka emulzie uskutočňuje oddelene. Ako je uvedené vyššie, s takýmto vstrekovaním sa môže výkon spaľovacieho motora zvýšiť až o 5-10%, čo bude viditeľné pri jazde po ceste. Ďalší zaujímavý bod: tento systém vstrekovania paliva je dobrý, pretože dýza je umiestnená veľmi blízko sacieho ventilu. To minimalizuje hromadenie paliva na stenách potrubia, čo vedie k výraznej úspore paliva.

Existuje niekoľko typovviacbodové vstrekovanie:

1. Súčasne – všetky trysky sa otvárajú súčasne.
2. Pár-paralelné - otváranie trysiek v pároch. Jeden vstrekovač sa otvára pri sacom zdvihu a druhý pred výfukovým zdvihom. V súčasnosti sa takýto systém používa len v čase núdzového štartu spaľovacieho motora pri výpadku fázy (snímač polohy kľukového hriadeľa).
3. Fázované – každá tryska sa ovláda samostatne a otvára sa pred nasávacím zdvihom.

V tomto prípade je systém pomerne zložitý a spolieha sa výlučne na presnosť elektroniky. Napríklad preplachovanie palivového systému bude trvať oveľa dlhšie, pretože je potrebné prepláchnuť každý vstrekovač. Teraz poďme ďalej a pozrime sa na ďalší populárny typ injekcie.

Priame vstrekovanie

Vstrekovacie autá s takýmito systémami možno považovať za najekologickejšie. Hlavným cieľom zavedenia tohto spôsobu vstrekovania je zlepšenie kvality palivovej zmesi a mierne zvýšenie účinnosti motora vozidla. Hlavné výhody tohto riešenia sú nasledovné:

• opatrná atomizácia emulzie;
• tvorba vysokokvalitnej zmesi;
• efektívne využitie emulzie v rôznych fázach prevádzky ICE.

Na základe týchto výhod môžeme povedať, že takéto systémy šetria palivo. Je to citeľné najmä pri pokojnej jazde v meste. Ak porovnáme dve autá s rovnakou veľkosťou motora, ale rôznymi systémami vstrekovania, napríklad priamym a viacbodovým, potom je to zreteľne viditeľnénajlepší dynamický výkon bude v priamom systéme. Výfukové plyny sú menej toxické a odobratá litrová kapacita bude o niečo vyššia v dôsledku chladenia vzduchom a mierne zvýšeného tlaku v palivovom systéme.

Mali by ste však venovať pozornosť citlivosti systémov priameho vstrekovania na kvalitu paliva. Ak vezmeme do úvahy normy Ruska a Ukrajiny, potom by obsah síry nemal prekročiť 500 mg na 1 liter paliva. Zároveň z európskych noriem vyplýva, že obsah tohto prvku je 150, 50 a dokonca 10 mg na liter benzínu alebo nafty.

Ak sa krátko zamyslíme nad týmto systémom, vyzerá to takto: trysky sú umiestnené v hlave valcov. Na základe toho sa vstrekovanie vykonáva priamo do valcov. Stojí za zmienku, že tento vstrekovací systém je vhodný pre mnohé benzínové motory. Ako je uvedené vyššie, v palivovom systéme sa používa vysoký tlak, pod ktorým sa emulzia privádza priamo do spaľovacej komory, pričom obchádza sacie potrubie.

Systém vstrekovania paliva: chudý chod

O niečo vyššie sme skúmali priame vstrekovanie, ktoré bolo prvýkrát použité na autách Mitsubishi, ktoré mali skratku GDI. Poďme sa rýchlo pozrieť na jeden z hlavných režimov – beh na chudú zmes. Jeho podstata spočíva v tom, že vozidlo v tomto prípade pracuje s miernym zaťažením a miernou rýchlosťou do 120 kilometrov za hodinu. Vstrekovanie paliva sa vykonáva pomocou horákakonečná fáza kompresie. Palivo sa odráža od piestu a zmiešava sa so vzduchom a vstupuje do oblasti zapaľovacej sviečky. Ukazuje sa, že zmes v komore je výrazne vyčerpaná, avšak jej náboj v oblasti zapaľovacej sviečky možno považovať za optimálny. To stačí na zapálenie, po ktorom sa vznieti aj zvyšok emulzie. V skutočnosti takýto systém vstrekovania paliva zabezpečuje normálnu prevádzku spaľovacieho motora aj pri pomere vzduch/palivo 40:1.

Toto je veľmi efektívny prístup, ktorý šetrí veľa paliva. Je však potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že otázka neutralizácie výfukových plynov sa stala akútnou. Faktom je, že katalyzátor je neúčinný, pretože sa tvorí oxid dusíka. V tomto prípade sa používa recirkulácia výfukových plynov. Špeciálny systém ERG umožňuje riedenie emulzie výfukovými plynmi. To trochu znižuje teplotu spaľovania a neutralizuje tvorbu oxidov. Tento prístup vám však nedovolí zvýšiť zaťaženie motora. Na čiastočné vyriešenie problému sa používa skladovací katalyzátor. Ten je mimoriadne citlivý na palivá s vysokým obsahom síry. Z tohto dôvodu je potrebná pravidelná kontrola palivového systému.

Homogénne miešanie a 2-stupňová prevádzka

Režim výkonu (Homogénne miešanie) - ideálny pre agresívnu jazdu v mestských oblastiach, predbiehanie, ako aj jazdu po diaľniciach a diaľniciach. V tomto prípade sa používa kužeľový horák, ktorý je menej ekonomický ako predchádzajúca verzia. Injekciasa uskutočňuje na sacom zdvihu a výsledná emulzia má zvyčajne pomer 14,7:1, čo je blízko stechiometrickému. V skutočnosti je tento systém automatického prívodu paliva úplne rovnaký ako systém distribúcie.

Dvojstupňový režim zahŕňa vstrekovanie paliva pri kompresnom zdvihu, ako aj štartovanie. Hlavnou úlohou je prudký nárast motora. Pozoruhodným príkladom efektívnej činnosti takéhoto systému je pohyb pri nízkych rýchlostiach a prudké stlačenie akcelerátora. V tomto prípade sa výrazne zvyšuje pravdepodobnosť výbuchu. Z tohto jednoduchého dôvodu namiesto jednej fázy vstrekovanie prebieha v dvoch fázach.

V prvej fáze sa do sacieho zdvihu vstrekne malé množstvo paliva. To vám umožní mierne znížiť teplotu vzduchu vo valci. Dá sa povedať, že valec bude obsahovať extra chudú zmes v pomere 60: 1, preto detonácia ako taká nie je možná. V záverečnej fáze kompresného zdvihu sa vstrekuje palivový prúd, ktorý privedie emulziu k bohatej v pomere približne 12:1. Dnes môžeme povedať, že takýto palivový systém motora bol zavedený iba pre vozidlá európskeho trhu. Je to spôsobené tým, že vysoké rýchlosti nie sú v Japonsku vlastné, a preto nie sú na motore žiadne vysoké zaťaženia. V Európe je veľké množstvo diaľnic a diaľnic, takže vodiči sú zvyknutí jazdiť rýchlo a to je veľká záťaž pre spaľovací motor.

Ešte niečo zaujímavé

Stojí za pozornosť, že na rozdiel od karburátorových systémov vstrekovanie vyžaduje pravidelnú kontrolu palivového systému. Je to spôsobené tým, že veľké množstvo zložitej elektroniky môže zlyhať. V dôsledku toho to povedie k nežiaducim následkom. Napríklad prebytočný vzduch v palivovom systéme povedie k narušeniu zloženia emulzie a nesprávnemu pomeru zmesi. V budúcnosti sa to prejaví na motore, objaví sa nestabilná prevádzka, zlyhajú ovládače atď. Vstrekovač je v skutočnosti komplexný systém, ktorý určuje, kedy treba zapáliť iskru do valcov, ako dodať do valcov kvalitnú zmes. bloku valcov alebo sacieho potrubia, kedy otvárať vstrekovače a aký pomer vzduchu a benzínu má byť v emulzii. Všetky tieto faktory ovplyvňujú synchronizovanú prevádzku palivového systému. Zaujímavosťou je, že bez väčšiny ovládačov môže stroj správne fungovať bez výraznejších odchýlok, keďže existujú núdzové záznamy a tabuľky, ktoré sa budú používať.

Účinnosť spaľovacieho motora je v našom prípade daná tým, ako správne budú údaje prijaté z regulátorov. Čím sú presnejšie, tým je menej možných rôznych porúch palivového systému. Dôležitú úlohu zohráva aj rýchlosť celého systému. Na rozdiel od karburátorov tu nie je potrebné manuálne nastavovanie, čím sa eliminujú chyby pri kalibračných prácach. V dôsledku toho získame dokonalejšie spaľovanie zmesi a lepší systém z hľadiska ekológie.

Záver

Na záver stojí za to povedať niečo o nedostatkoch, ktoré sú vlastné vstrekovacím systémom. Hlavnou nevýhodou sú vysoké náklady na spaľovacie motory. Autor:celkovo budú náklady na takéto jednotky vyššie asi o 15 %, čo je významné. Ale sú tu aj iné nevýhody. Napríklad zlyhaný ventil palivového systému sa vo väčšine prípadov nedá opraviť z dôvodu netesnosti, takže ho stačí vymeniť. To platí aj pre udržiavateľnosť zariadenia vo všeobecnosti. Niektoré komponenty a diely je oveľa jednoduchšie kúpiť nové, ako míňať peniaze na ich opravu. Táto kvalita nie je vlastná karburátorovým vozidlám, kde môžete vytriediť všetky dôležité komponenty a obnoviť ich výkon bez toho, aby ste museli stráviť veľa času a úsilia. Bezpochyby sa elektronický systém prívodu paliva opravuje s veľkým úsilím a prostriedkami. Sofistikovanú elektroniku pravdepodobne neopravia na prvej dostupnej čerpacej stanici.

Hovorili sme s vami o tom, čo sú vstrekovacie systémy. Ako vidíte, je to veľmi zaujímavá téma na rozhovor. Môžete hovoriť oveľa viac o tom, aké dobré trysky a schopnosť okamžite nastaviť motor. Ale o hlavných bodoch sme už hovorili. Pamätajte, že palivový systém benzínového motora by sa mal pravidelne kontrolovať, či neobsahuje možné chyby. Napríklad kvôli nízkej kvalite paliva, ktorá je našej krajine vlastne vlastná, dochádza často k upchávaniu trysiek. Z tohto dôvodu motor začne pracovať prerušovane, výkon klesá, zmes je príliš chudobná alebo naopak. To všetko má veľmi zlý vplyv na auto ako celok, preto je potrebné neustále a pravidelné sledovanie. Okrem toho sa snažte tankovať iba benzín odporúčaný výrobcom vášho vozidla.