Которая пришла на смену карбюраторам. О преимуществах и минусах ее можно спорить бесконечно, так как среди автомобилистов имеются приверженцы обеих , а сегодня мы поговорим, как устроен инжектор. Эти знания пригодятся всем автолюбителям, чей автомобиль оснащен данным узлом. Никогда не помешает знать, как функционирует и из каких элементов состоит инжектор, так как могут возникнуть ситуации, требующие его ремонта.
О форсунках и принципе действия
По сути инжектор в автомобиле – это форсунка, которая служит для распыления не только жидкостей, в нашем случае топлива, но и газа. Впервые такая технология была применена еще в 1951-ом году, однако на протяжении долгого времени ее не использовали в автомобилестроении из-за сложной конструкции.
Уже в конце прошлого века инжекторы стали широко распространяться, так как эксплуатационные показатели этих систем во многом превосходили всем привычные уже карбюраторы. В итоге уже в первое десятилетие текущего года эта система практически полностью вытеснила карбюраторы с рынка. Многие современные автомобили оснащены инжектором с распыленным впрыском.
Как это работает?
Инжектор служит для осуществления подачи топливной смеси исключительно посредством прямого топливного впрыска, который осуществляется через одну или несколько форсунок. Топливо попадает изначально во впускной тракт мотора или же напрямую в рабочий цилиндр силового агрегата. Все авто, оснащенные такой инновационной системой питания, называют инжекторными. Классификация такого впрыска всегда зависит строго от того, какой именно принцип действия, место расположения узла, а также количества форсунок. Что касательно моновпрыска, то эта система примечательна тем, что смеси осуществляется исключительно одной форсункой во все работающие цилиндры ДВС.
Чаще всего такая инновационная система питания мотора автомобиля монтируется на , то есть на место, где обычно устанавливали такое устройство, как карбюратор. В отрасли автомобилестроенич данная система уже не востребована и считается устаревшей. Многие современные машины оснащены системами , то есть на каждый цилиндр приходится по одной форсунке.
Примечательно, что впрыск может быть одновременным, что есть топливная смесь посредством форсунок будет одновременно попадать в цилиндры, а также парно-параллельным, когда механический привод открывает форсунки попарно.
В таком случае одна из форсунок срабатывает на впрыске, а другая на выпуске. Чаще всего этот тип впрыска применяется на этапе запуска силового агрегата, а также при неисправностях именно датчика положения распредвалов.
Принцип работы инжектора любого автомобиля всегда базируется на применении сигналов, приходящих на форсунки с микроконтроллера, а они считывают данные с многочисленных электронных датчиков. Они собирают данные о интенсивности вращения коленчатого вала, мгновенном расходе воздуха, температуры мотора, а также положении дроссельной заслонки.
Центральный контроллер обрабатывает все эти данные и уже потом определяет, как именно осуществлять подачу топлива и когда это делать, а также управлять зажиганием топливной смеси. Из этого следует, что система современного инжектора постоянно меняет алгоритм работы с учетом показаний многочисленных датчиков.
Что включает в себя инжектор?
- Бензонасос – устройство, которое под давлением качает топливо из бака;
- Электронный блок управления – устройство, руководящее впрыском на основании данных датчиков;
- Устройство для нагнетания определенного давления на форсунках;
- Комплект форсунок или одна моно-форсунка;
- Пакет датчиков.
Принцип работы инжектора и его устройство предельно просто и понятно, однако и здесь есть характерные особенности, которые все поклонники карбюраторного впрыска относят к недостаткам. Например, стоимость отдельных узлов инжектора достаточно велика, что вызывает немало осложнений на этапе ремонта системы. В целом и ремонтопригодность здесь низкая, а требования к качеству топливной смеси очень высокие.
Диагностировать неисправности инжектора можно, но для этого требуется специальное оборудование, стоимость которого тоже велика.
О том, как работает инжектор в автомобиле, можно говорить достаточно долго, если вникать в работу каждого датчика и центрального контроллера. Стоит отметить, что во всех авто настройки работы системы питания кардинально отличаются, поэтому их нельзя обобщать.
Об основных проблемах
Главная проблема кроется в постоянном выходе из строя разных датчиков. Механический ремонт не всегда может помочь, так как такое оборудование по большому счету — микроконтроллеры. Например, датчик ДМРВ, который определяет моментальный расход воздуха нередко выходит из строя. Определить это явление можно по сигнальной лампе на панели приборов, снижению динамики разгона, а также по сложностям с пуском силового агрегата, когда тот прогрет.
Также имеет смысл по возможности использовать диагностическое оборудование для автомобиля. По визуальному осмотру не всегда можно выявить неисправность. Если под рукой имеется запасной аналог, то стоит попробовать установить его. При отключении от сети ДМРВ мотор начинает работать в аварийном режиме. Если при этом мотор будет работать так же, как и работал, то однозначно датчик попадает под замену.
Однозначно можно сказать, что глобальный переход с карбюраторного впрыска на инжекторы получился весьма успешно, несмотря на многочисленные недостатки этой технологии. Многие сегодня отказываются от , отдавая предпочтение инжектору, так как он намного надежнее.
Почему выбирают инжектор?
Устройство этой системы понятно не каждому, но многие автомобилисты склонным к мнению, что расход топлива автомобиля с инжектором ниже. На практике такое бывает редко, поскольку форсунки изначально ставились не для экономии, а с целью обеспечения равномерного впрыска топливной смеси во все цилиндры и в строго определенный момент.
Если эта система питания автомобиля со временем начинает работать неправильно, то ее ремонт может обойтись достаточно дорого, так как устройство датчиков и форсунок довольно сложное. Многие детали попросту не подлежат восстановления.
Заключение
В итоге приходится тратить немало денег на их замену в автосервисе. Форсунки автомобиля могут иметь разную конструкцию и размер, а время от времени их нужно прочищать, так как качество топлива в нашей стране довольно низкое.
Устройство форсунок такое, что чистить их намного сложнее, чем тот же карбюратор, поэтому справиться с этой работой самостоятельно не получится. Как видите, недостатков и сложностей тут немало, но вот только автомобилисты все же предпочитают инжектор. Когда система работает исправно, а состояние мотора автомобиля удовлетворительное, то никаких проблем не возникнет. Расход топлива может не быть минимальным, но станет стабильным.
Подача топлива в камеру сгорания. Поэтому основная неисправность, которая может с ней возникнуть - засорение или полный выход ее из строя. К признакам неисправной работы форсунок относятся следующие факторы:
- неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
- значительный рост потребления топлива;
- проблемы с запуском двигателя, особенно “ ”;
- в некоторых случаях может появиться значительное количество черного дыма из выхлопной трубы (в случае, если в камеру сгорания попадает много топлива через протекающую форсунку), а иногда так же сопровождается и периодическими звонкими ;
- потеря динамических качеств автомобиля, выражающаяся в том, что машина плохо разгоняется, ей не хватает мощности, чувствуются рывки во время езды даже по ровной поверхности, в том числе при сбросе газа и при изменении значения нагрузки на двигатель.
Эти признаки конечно могут указывать и на другие проблемы силового агрегата автомобиля, однако все же при их возникновении советуем вам проверить форсунки и при необходимости отремонтировать или заменить их.
Неисправности в работе форсунок влекут за собой значительный износ ДВС, и приближают срок его капитального ремонта.
Причины неисправности инжекторных форсунок
Устройство форсунки
Современные топливные форсунки в бензиновых двигателях бывают двух типов - электромагнитные и механические. Первая представляет собой электромагнитный клапан, который управляется системой ЭБУ автомобиля. При подаче соответствующих сигналов клапан открывается на определенный угол, регулируя количество подаваемого топлива в цилиндр. Вторая лишь подает топливо в канал. В ее конструкции имеется игла со ступенькой. Когда давления достаточно, топливо преодолевает сопротивление пружины, и игла поднимается. Соответственно, распылитель открывается и топливо подается в камеру. В настоящее время широкую популярность приобрели электромагнитные форсунки, как более технологичные. Поэтому далее будем рассматривать проверку и чистку на их примере.
Неисправностей электромагнитной форсунки может быть всего несколько:
- отсутствие сигнала от ЭБУ;
- неисправность или полный выход из строя обмотки;
- засорение выпускного отверстия форсунки.
Как показывает практика, именно последний вариант является наиболее частой причиной полного или частичного выхода форсунки из строя.
Как проверить топливные форсунки на инжекторном двигателе
Существует несколько методов того, как проверить работоспособность форсунки. Перечислим их по порядку с подробным указанием алгоритма действий.
Проверка с помощью замера сопротивления
Проверить форсунки, не снимая их можно с помощью мультиметра. Для начала уточните, какие форсунки установлены на вашем автомобиле - высокого или низкого импеданса (электрического сопротивления). Эти данные будут необходимы для выполнения точной диагностики. Для того, чтобы проверить форсунки тестером, не снимая их с двигателя, необходимо придерживаться такого плана:
Замер сопротивления обмотки форсунки
- снять высоковольтные провода с форсунок;
- установить мультиметр в режим замера сопротивления изоляции (омметра) в пределах от 0 до 200 Ом (в зависимости от технических параметров прибора верхний предел может отличаться, главное, чтобы омметр мог показывать значение сопротивления в несколько десятков Ом);
- выключите зажигание и снимите “минусовую” клемму с аккумулятора;
- отключите электрический разъем на диагностируемой форсунке (как правило, для этого отщелкивают крепежный зажим, расположенный на корпусе колодки);
- подсоедините измерительные щупы тестера к выводам форсунки и произведите замеры.
Форсунки высокого импеданса имеют сопротивления изоляции в пределах 11...17 Ом, а низкого - 2...5 Ом.
Если значение измеренного сопротивления изоляции значительно отличается от указанного, это говорит о том, что форсунка неисправна. Соответственно, форсунку необходимо демонтировать и выполнить детальную диагностику.
Помните, что при проверке форсунок мультиметром, диагностировать необходимо все устройства поочередно! Так можно проверить какая форсунка не работает.
Важно знать, что напряжение на форсунки от ЭБУ подается в импульсном, а не постоянном виде. Поэтому проводить замер сопротивления рекомендуется не только с помощью омметра, но и осциллографа, так можно увидеть какие пиковые значения принимает сопротивление и напряжение. А тестер показывает усредненное значение.
Как проверить питание на форсунках
Проверка подачи питания на топливную рампу ВАЗ 2110-2112
Проверку наличия питания на рампу рассмотрим на примере автомобилей ВАЗ 2110, 2111, 2112, как одних из самых популярных. Но сначала напомним, что в колодке с контактами четыре из них подают питание на форсунки, а один (розовый провод с черной полоской) является общей “массой”. Действовать же нужно по следующему алгоритму:
- отсоединить фишку питания;
- на мультиметре выставить верхний предел измеряемого сопротивления в районе 200 Ом (это значение зависит от конкретной модели тестера);
- замерять попарно каждый из четырех контактов от форсунок с общим разъемом.
Значение сопротивления должно находиться в пределах 11,5...15,5 Ом . Помните, что так вы замерите лишь подачу питания на рампе к каждой форсунке.
Можно проверить форсунку просто на вибрации. При работающем двигателе исправная форсунка должна немного вибрировать . Если дрожание нет - значит, она вышла из строя.
Проверка подачи питания от электрической цепи автомобиля проводится достаточно просто, вам всего лишь нужно:
- поочередно от каждой форсунки необходимо отсоединить колодку питающих проводов;
- после этого двумя кусками проводов подключить форсунку напрямую к аккумулятору;
- включить зажигание.
В случае, если форсунка начнет распылять топливо, значит проблемы необходимо искать в проводке.
Будьте осторожны, чтобы топливо из форсунки не попало на вас или другие предметы. Направьте ее сопло в какой-либо закрытый сосуд.
Как проверить пусковую форсунку
Для начала скажем пару слов про моноинжектор. На сегодняшний день таких агрегатов встречается все меньше, поскольку система является устаревшей. Ее суть заключается в установке лишь одной форсунки - перед дроссельной заслонкой. Их можно встретить на старых моделях иномарок VW, Audi, Skoda, Seat и прочих.
Опишем алгоритм проверки сопротивления форсунки на моноинжекторе:
- проверить попарно контакты с форсунок и сравнить их с данными из мануала (как правило, эти значения должны находиться в пределах 1,2...1,6 Ом);
- при проверке контакта 1 и 4 необходимо удостовериться в том, что ДТВВ (датчик температуры всасываемого воздуха) , для этого также воспользуйтесь данными по сопротивлению из мануала;
- если значение сопротивления выходят за пределы допустимых, необходимо диагностировать форсунку более детально.
Зачастую в старых моноинжекторных двигателях, кроме клапанной форсунки еще используется и так называемая пусковая форсунка, задача которой состоит в том, чтобы при запуске двигателя, особенно в холодную погоду и высоких оборотах двигателя, давать дополнительное количество горючего с тем, чтобы облегчить его пуск. Время ее работы определяется автоматически с помощью ЭБУ (в частности, теплового реле), но как правило, составляет всего несколько секунд, после чего отключается, поскольку двигатель запускается, и в ее дальнейшем использовании нет необходимости.
Ее работа полностью аналогична работе форсунок в инжекторе. В процессе эксплуатации она также частично или полностью может выйти из строя. Явным признаком таких проблем является тот факт, что холодный двигатель запускается и сразу же глохнет. Проверка пусковой форсунки производится по следующему алгоритму:
- подобрать какую-нибудь небольшую мерную емкость (наподобие стакана);
- снять форсунку с двигателя и установить ее в упомянутую емкость;
- один контакт форсунки подключают напрямую к аккумуляторной батарее автомобиля, а другой - к его “массе”;
- к “плюсу” аккумулятора также подсоединяют реле топливного насоса, тем самым вводя его в работу.
Во время работы и проверки насоса форсунки необходимо обращать на угол распыления топлива, а также количество перекачанного объема бензина. Справочные данные вы найдете в справочной информации к той форсунке, которая установлена в вашем автомобиле. В качестве ориентировочного примера можно привести данные о системе K-Jetronic. В данном случае угол распыла составляет 80°, а объем - от 70 до 100 кубических сантиметров топлива в минуту. Естественно, что в других системах эти показатели будут другими.
После того, как вы проверите работу моно форсунки, отсоедините ее и вытрите насухо. В нормальном рабочем состоянии ее корпус является герметичным. А это означает, что из него не должно подтекать топливо. Подождите некоторое время и удостоверьтесь в этом (для этого достаточно 1...2 минут).
Проверка форсунки на слух
Опытные автомобилисты способны проверить состояние и работоспособность форсунок, не снимая их с двигателя, в частности, на слух . Для этого используют обычную прямоугольную дощечку или лучше стетоскоп.
Один ее край плотно приложите к проверяемой форсунке, а другой край - к уху. Если форсунка находится в нормальном рабочем состоянии , то вы не услышите от нее никаких посторонних звуков или вибраций, только равномерные щелчки . А вот если не щелкает или звуки не равномерные, а также присутствуют другие вибрации и стуки, это означает, что исследуемая форсунка засорилась. И чем сильнее стуки и шумы - тем степень засора больше.
В целом же можно слушать форсунки и без упомянутой дощечки. Однако для этого необходим соответствующий опыт. Дело в том, что при неисправном узле из блока цилиндров будет доносится приглушенный высокочастотный звук, похожий на писк или свист. Если вы услышали его при работающем двигателе - рекомендуем вам более детально проверить работу форсунки на стенде или рампе.
Проверка форсунки на рампе
Еще один метод проверки форсунок - при снятой топливной рампе (снимается вместе с форсунками, поэтому этот метод можно отнести к такому, который подразумевает снятие форсунок). Для этого рампу снимают вместе с форсунками, а под них устанавливают стаканчики или другие емкости, куда будет попадать топливо. При этом желательно снять “минусовую” клемму от аккумулятора, а жгуты питающих проводов отсоединить. Перед включением схему следует восстановить.
После этого соедините две топливные трубки, а ключом зажмите держащие их штуцеры. Далее необходимо 10...15 секунд покрутить стартер (но не дольше, поскольку это вредно для него). При этом важно заметить форму “факела”, под которым подается топливо, а также количество бензина в стаканах. При исправных форсунках количество бензина в них должно быть одинаково . Если это не так, то для дальнейшей подробной диагностики ее необходимо снять и проверить на стенде.
Также будет полезно заметить, не подтекает ли бензин из форсунки при заглушенном двигателе. Если это так, то имеет смысл проверить целостность корпуса форсунки, а также степень ее закрытия.
Проверка баланса форсунок
Проверка баланса форсунок
Рассмотрим проверку баланса форсунок на примере автомобилей ВАЗ. Действия выполняются в следующей последовательности:
- отключить бензонасос и завести машину с тем, чтобы убрать избыточное давление топлива в системе (машина должна проработать несколько секунд и заглохнуть);
- подключить манометр к топливной системе;
- подключить обратно бензонасос в систему;
- подключить компьютер с соответствующим программным обеспечением и кабель для снятия и диагностики показаний к компьютеру автомобиля.
Дальнейшие действия проводятся в программном обеспечении, с помощью которого включается и отключается бензонасос, а также форсунки. Алгоритм действия для каждой из них такой:
- включить зажигание;
- проверяем показания на манометре (должно быть порядка 2,8...3 ат);
- с помощью ПО отключить реле бензонасоса;
- на манометре давление немного упало (приблизительно 2,8 ат);
- посредством ПО включить первую форсунку;
- проверить давление на манометре (в идеале давление не должно значительно упасть);
- вновь с помощью программы включить реле бензонасоса с тем, чтобы восстановить давление до исходных 2,8...3 ат;
- далее повторить процедуру со всеми форсунками, после чего не забывать восстанавливать давление в системе с помощью бензонасоса.
В идеале все форсунки должны показывать одинаковое значение сброса давления. Если же в какой-то из них сброс происходит с сильно отличающимся значением, это означает, что с форсункой что-то не так, и нужна дополнительная диагностика.
После выполнения описанных процедур не забудьте скинуть полностью давление в системе. Необходимо подключить бензонасос и завести автомобиль, после чего можно отсоединить манометр.
Проверка форсунок на стенде
Механические характеристики влияют на работу форсунок. А их проверка возможна только на специальном стенде. Как его сделать своими руками вы можете почитать в отдельном . В частности, на стенде проверяют:
- количество топлива, проходящее через форсунку;
- давление топлива;
- форму “факела” форсунки.
Проверка снятой форсунки на стенде является наиболее точным методом диагностики. С его помощью можно определить степень поврежденности форсунки и целесообразность ремонта.
Как чистить форсунки
Чаще всего проблемой в работе форсунок является их банальная загрязненность. Поэтому, чтобы восстановить их работоспособность и вернуть номинальную , достаточно произвести чистку. Это можно сделать двумя путями - не вынимая с двигателя (добавив в топливо специальный очиститель) и в снятом состоянии (пропуская чистящее средство по отдельно взятой форсунке или ультразвуком). Для очистки используются следующие методы:
- механический;
- ультразвуковой;
- с помощью химических составов.
В данной статье мы поговорим лишь о некоторых, поскольку зачастую для чистки форсунок необходимо дополнительное профессиональное оборудование. Подробную информацию о самостоятельной чистке вы найдете в . Здесь же коснемся этих способов вкратце.
Чистка форсунки в домашних условиях
Отдельно взятую форсунку можно чистить с помощью специальных химических составов. Например, тех же присадок, которые добавляются в топливо для очищения системы или так называемый “Очиститель карбюратора”. Действовать в данном случае необходимо по следующему алгоритму:
- заранее подготовить “Очиститель карбюратора” (или его аналог в виде баллончика с разбрызгивателем), контактную кнопку без фиксации замкнутого положения, шприц объемом 5 мл или больше, трубочку для продолжения горлышка шприца с уплотнением, пустую тару, желательно большого объема (5-10 литров), зарядное устройство от мобильного телефона с обрезанным штекером, контактные провода с клеммами;
- далее необходимо вставить испытуемую форсунку в заднюю часть шприца (как можно более плотнее, с резинкой или без нее);
- после этого подключить клеммы через кнопку к зарядному устройству и включить его в розетку;
- вставить трубочку в распылитель средства для очистки, а обратную часть форсунки развернуть в подготовленную пустую тару;
- после этого нажать на распылитель с тем, чтобы некоторое количество вещества попало в форсунку;
- нажать на кнопку контакта, чтобы привести в действие форсунку.
Если форсунка исправна, с ее обратной стороны должно под напором выйти моющее средство. Процедуру продувки необходимо повторить несколько раз для достижения необходимой степени чистоты.
Если в вашем автомобиле установлены низкоомные форсунки, то нажимать кнопку открытия форсунки необходимо на долю секунды. Если же у вас высокоомные форсунки, то держать кнопку можно 2-3 секунды.
Кроме выше перечисленных методов проверки также можно упомянуть о проверке токсичности газов и дымности, - низкий уровень CO при прогазовке, является признаком плохой работы форсунок. Данный метод практикуется на некоторых СТО, в качестве контроля работы двигателя. Поскольку нужны как определенные знания, так и оборудования, то рассматривать его в качестве одно из вариантов самостоятельной диагностики не будем.
Также нельзя обойти стороной и не уделить внимание проверке форсунок по коррекции топливоподачи и лямбде, но тут такая же ситуация как и токсичностью, потребуется не только диагностическое оборудование, но и уметь разбираться во всех цифрах что будет показывать вам диагностика.
Чистка форсунки не снимая ее
В данном случае чистка может осуществляться несколькими методами:
- С использованием специальных очистительных присадок, которые добавляют к топливу. В их составе содержатся специальные чистящие вещества, которые в щадящем режиме очищают отверстия форсунок.
- Чистка при помощи давления. Для этого необходимо разогнать машину до скорости 110...130 км/ч, и проехать так 10...15 км (около 5...6 минут) на высоких оборотах двигателя. Вследствие высокой нагрузки в форсунках произойдет естественное очищение.
- Холостой ход. Этот метод аналогичен предыдущему. Необходимо на стоящем автомобиле запустить двигатель и поддерживать обороты на уровне 4...5 тысяч в течение 3...4 минут. Вследствие этого также произойдет очистка форсунок. Однако предыдущий метод очистки лучше, поскольку нагрузка при его условиях выше.
Выводы
Проблемы в работе форсунок не являются критичной поломкой, однако все же при их возникновении рекомендуем вам не откладывать проверку и устранение неисправности. В большинстве случаев ремонтные работы можно провести самостоятельно с помощью описанных выше методов. Своевременная проверка и диагностика форсунок позволит вам избежать проблем с эксплуатацией машины. Профилактика обойдется вам дешевле, чем ремонтные работы на форсунках или других узлах двигателя. Рекомендуем вам чистить форсунки через каждые 30...35 тысяч километров пробега вашего авто вне зависимости от их состояния.
Внутреннего сгорания (ДВС) основан на сгорании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. При этом высвобождающаяся энергия преобразуется за счет движения поршней в механическую энергию. Дозированное количество топлива обеспечивается карбюратором или специальным устройством – инжектором. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Рабочий принцип инжекторного двигателя прост – подача в нужный момент времени нужного количества топлива в нужное место.
Как работает ДВС
Чтобы ясно понимать различие между двумя типами силовых устройств, необходимо предварительно коснуться того, как вообще работает ДВС. Существует несколько отличающихся типов, из которых самыми распространенными будут:
- бензиновые;
- дизельные;
- газодизельные;
- газовые;
- роторные.
Принцип работы мотора лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них – четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую осуществляется за четыре такта.
Устройство двигателя таково, что последовательность выполнения тактов следующая:
- впуск – заполнение цилиндров топливом:
- сжатие – подготовка топлива к сгоранию;
- рабочий ход – преобразование энергии сгорания в механическую;
- выпуск – удаление продуктов сгорания топлива.
Для обеспечения работы двигателя у каждого из них своя задача. Во время первого такта поршень опускается из верхнего положения до крайнего нижнего, открывается клапан (впускной) и цилиндр начинает заполняться топливно-воздушной смесью . Во втором такте клапана закрыты, а движение поршня происходит от нижнего положения к верхнему, смесь в цилиндре сжимается. Когда он доходит до верхнего положения, на свече проскакивает искра и поджигается смесь.
При ее сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет двигаться поршень от верхнего положения к нижнему. После его достижения под действием инерции вращения коленвала поршень начинает двигаться опять вверх, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выводятся наружу из цилиндра. Когда поршень дойдет до верхнего положения, закрывается выпускной, но зато открывается впускной клапан и весь цикл работы повторяется.
Все описанное выше можно увидеть на видео
О карбюраторе, его достоинствах и недостатках
Здесь необходимо сделать небольшое дополнение. Раз мы рассматриваем бензиновый мотор, то в нем подача бензина в цилиндры двигателя возможна различными способами. Исторически первой была разработана подача и дозировка бензина при помощи карбюратора. Это специальное устройство, которое обеспечивает необходимое количество топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндрах.
Топливно-воздушной называется смесь воздуха и паров бензина. Она приготавливается в карбюраторе, специальном устройстве, для их смешивания в нужной пропорции, зависящей от режима работы двигателя. Будучи достаточно простым по своему устройству, карбюратор длительное время успешно работал с бензиновым мотором.
Однако по мере развития автомобиля выявились недостатки, с которыми в сложившихся к тому времени условиях уже было трудно мириться разработчикам двигателя. В первую очередь это касалось:
- топливной экономичности. Карбюратор не обеспечивал экономного расходования бензина при внезапном изменении режима движения машины;
- экологической безопасности. Содержание в отработанных газах токсичных веществ было достаточно высоким;
- недостаточной мощности двигателя из-за несоответствия ТВС режиму движения автомобиля и его текущему состоянию.
Чтобы избавиться от отмеченных недостатков был реализован иной принцип подачи топлива в мотор – с помощью инжектора.
Про инжекторные моторы
У них есть еще одно название – впрысковые двигатели что, в общем-то, никоим образом не изменяет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализуемый в работе дизеля. В двигатель в нужный момент через форсунки инжектора впрыскивается строго дозированное количество топлива, и оно поджигается искрой со свечи, хотя при работе дизеля свеча не используется.
Весь цикл четырехтактного ДВС, рассмотренный ранее, остается неизменным. Основное отличие в том, что карбюратор готовит ТВС за пределами двигателя, и она потом поступает в цилиндры, а у инжекторного двигателя последних моделей бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.
Как это происходит, можно в деталях увидеть на видео
Подобное устройство мотора позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора обеспечивает по сравнению с карбюраторным вариантом следующие преимущества мотору:
- повышение мощности на 7-10%;
- улучшение показателей топливной экономичности;
- снижение уровня токсичных веществ в составе выхлопных газов;
- обеспечение оптимального количества топлива, зависящее от режима движения автомашины.
Это только основные достоинства, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого достоинства есть и свои недостатки. Если карбюраторный мотор чисто механический и его можно отремонтировать практически в любых условиях, то для управления инжекторным требуется сложная электроника и целая система датчиков, из-за чего работы (регламентные и ремонтные) необходимо проводить в условиях сервисного центра.
Устройство впрыска
Если посмотреть, как выглядит устройство ДВС с впрыском вместо карбюратора, то можно выделить:
- контроллер впрыска – электронное устройство, содержащее программу для работы всех составных узлов системы;
- форсунки. Их может быть как несколько, так и одна, в зависимости от используемой системы впрыска;
- датчик расхода воздуха, определяющий наполнение цилиндров в зависимости от такта. Сначала определяется общее потребление, а потом программно пересчитывается необходимое количество для каждого цилиндра;
- датчик дроссельной заслонки (ее положения), устанавливающий текущее состояние движения и нагрузку на двигатель;
- датчик температуры, контролирующий степень нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя и при необходимости начинается работа вентилятора обдува;
- датчик фактического нахождения коленчатого вала обеспечивающий синхронизацию работы всех составных узлов системы;
- датчик кислорода, определяющий его содержание в выхлопных газах;
- датчик детонации контролирующий возникновение последней, для ее устранения по его сигналам меняется значение опережения зажигания.
Вот примерно так выглядит в общих чертах система, обеспечивающая впрыск топлива, принцип работы должен быть вполне понятен из ее состава и назначения отдельных элементов.
Виды впрысковых систем
Несмотря на достаточно простое описание работы инжекторного мотора, приведенное ранее, существует несколько разновидностей, осуществляющий подобный принцип работы.
Одноточечный впрыск
Это самый простой вариант реализации принципа впрыска. Он практически совместим с любым карбюраторным двигателем, разница заключается в применении впрыска вместо карбюратора. Если карбюратор во впускной коллектор подает ТВС, то при одноточечном впрыске во впускной коллектор впрыскивается через форсунку бензин.
Как и в случае с карбюраторным мотором, при такте впуск двигатель всасывает готовую топливно-воздушную смесь, и его работа практически не отличается от работы обычного двигателя. Преимуществом такого мотора будет лучшая экономичность.
Многоточечный впрыск
Представляет дальнейший этап совершенствования инжекторных моторов. Топливо по сигналам от контроллера подается к каждому цилиндру, но тоже во впускной коллектор, т.е. ТВС готовится вне цилиндра и уже в готовом виде поступает в цилиндр.
В таком варианте реализации принципа инжекторного двигателя возможно обеспечить многие из преимуществ, присущие впрысковому двигателю и отмеченные ранее.
Непосредственный впрыск
Является следующим этапом развития инжекторных двигателей. Впрыск топлива выполняется прямо в камеру сгорания, чем обеспечивается наилучшая эффективность работы ДВС. Итогом такого подхода является получение максимальной мощности, минимального расхода топлива и наилучших показателей экологической безопасности.
Инжекторный ДВС является следующим этапом в развитии бензинового мотора, значительно улучшающий его показатели. В моторах, использующих систему впрыска топлива, возрастает мощность, а также экономическая эффективность их работы, они отличаются значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду.
В данной статье будет рассмотрен принцип работы инжектора и всех его основных узлов. Это достаточно перспективная система, которая на данный момент используется на всех автомобилях, независимо от их ценовой группы. Но ведь не стоит забывать о том, что впервые такие конструкции начали использоваться массово в 70-х и 80-х годах. Причем поначалу инжекторы были без использования электронных компонентов. Конечно, они могли присутствовать, но в минимальном количестве. Также стоит провести сравнение инжекторной и карбюраторной системы впрыска топлива.
Карбюратор против инжектора
Пожалуй, среди поклонников карбюратора остаются лишь те, которые любят стартовать со светофора. Причина - карбюратор позволяет на низах развить большой крутящий момент и мощность. Инжекторная система впрыска, даже идеально настроенная, рядом не стоит. Простота карбюратора и стоимость обслуживания тоже дают небольшое преимущество. Но вот что касается мощности и крутящего момента на высоких оборотах, то инжектор здесь выигрывает, причем с большим отрывом. Другими словами, при совершении обгона ваш автомобиль более приемистым будет в том случае, если установлен инжекторный впрыск. Также имеется возможность увеличения мощности путем установки турбины - устройства, способного нагнетать в систему впрыска избыточное давление воздуха. За счет этого повышается мощность двигателя во много раз. Конечно же, страдает ресурс, но чем не пожертвуешь ради эффектной езды?
Этапы развития инжекторного впрыска
На знаменитых «сигарах» «Ауди 100» использовался механический инжектор. Принцип работы его можно сравнить с системой топливоподачи в дизельных моторах. При помощи механического насоса и такого же привода форсунок производилась подача топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Конечно, нельзя не упомянуть и о переходном звене - карбюраторах с электронным управлением. Использовались они на малом количестве автомобилей, причем исключительно японского производства. Жители Страны восходящего солнца очень любят разнообразные электронные гаджеты и по сей день. Но электронные карбюраторы были недолго популярны, в конце 80-х началась их эра и моментально закончилась. Между прочим, на автомобилях ВАЗ-2110, например, устанавливались карбюраторы без тросика «подсоса». Регулировка подачи воздуха осуществлялась автоматически, при помощи специальной заслонки, которая меняла свое положение по мере прогрева двигателя. Но сегодня большую популярность получили инжекторы, конструкции которых стали уже классическими. Вот их и стоит рассмотреть более детально, разобрать по составляющим.
Топливный насос
Это сердце всей топливной системы, так как с его помощью происходит циркуляция бензина. Состоит он из следующих элементов:
- Фильтр (в народе называется он «памперс», так как имеет завидное сходство).
- Электродвигатель постоянного тока.
- Помпа, приводимая в движение двигателем.
- (конструктивно он объединен с топливным насосом).
Располагается насос непосредственно в баке, крепится при помощи гаек. Доступ к нему можно получить, если поднять заднее сиденье. Во всех автомобилях, будь то старенькая «десятка» либо же новая «японка», находится бензонасос именно под сиденьем. Конечно, снятие и установка будут производиться на всех машинах по-разному. От насоса к рампе проложена топливная магистраль. Она должна выдерживать большое давление, поэтому всегда следите за ее состоянием. Параллельно этой магистрали прокладывается трубка, которая возвращает избытки бензина обратно в бак. Довольно прост принцип работы бензонасоса. Инжектор функционирует за счет избыточного давления, создаваемого помпой.
Топливная рампа
Она устанавливается непосредственно на двигателе. Ее миссия заключается в том, чтобы удерживать в себе смесь бензина и воздуха под определенным давлением. Именно в ней происходит процесс соединения двух составляющих горючей смеси - бензина и воздуха. Причем пропорция всегда должна быть одинаковой - 14 частей воздуха на одну бензина. Только в таком случае двигатель будет работать максимально устойчиво, стабильно, экономично. К рампе произведено подключение таких механизмов, как дроссельная заслонка, электромагнитные форсунки, клапан сброса. Между прочим, именно в топливной рампе производится установка датчика давления топлива. Но про него и все остальные электронные компоненты будет рассказано дальше. Стоит заметить, что инжектор Вентури, принцип работы которого аналогичен рассмотренной в статье системе, имеет очень широкое применение, причем не только в автомобилях.
Форсунки
При помощи этих устройств производится подача топливовоздушной смеси в камеры сгорания всех цилиндров. Что же это за механизмы? Если вы знаете сносно конструкцию карбюраторов, то вспомните про электромагнитный клапан. Вот именно у него конструкция очень похожа на ту, которую вы можете видеть у форсунок. У них имеется обмотка, на которую подается постоянное напряжение. Игольчатый клапан при подаче напряжения открывает путь для прохождения топлива. Вся эта смесь под давлением распыляется в камеры сгорания. Обратите внимание, что форсунки должны распылять топливо таким образом, чтобы оно заполняло как можно больше камеру сгорания. Прост в понимании принцип работы форсунки инжектора, с ее помощью производится распыление. Топливовоздушная смесь в этот момент похожа на туман, в определенном объеме воздуха бензин находится во взвешенном состоянии. Следовательно, воспламенение происходит намного быстрее и лучше, нежели в случае с карбюраторной системой.
Дроссельная заслонка
Откройте капот автомобиля и внимательно посмотрите, что находится под ним. Вы увидите воздушный фильтр, который обычно прикручен к «телевизору» - передней части машины. От него идет небольшой патрубок, соединенный с отрезком пластиковой трубы, к которому подключены провода. Это датчик, который измеряет расход двигателем воздуха. А вот после него находится заслонка. С ее помощью происходит регулировка подачи воздуха в топливную рампу. Но тут нужно взглянуть на принцип работы инжектора. Ведь необходимо заметить, что при полностью закрытой заслонке небольшая часть воздуха все равно поступает в топливную систему, чтобы обеспечить оптимальное значение числа оборотов двигателя. И происходит это при помощи одного специфического исполнительного механизма - регулятора холостого хода (неправильно его называть датчиком, так как это шаговый электродвигатель, он никаких измерений не производит). Этот механизм открывает и закрывает при необходимости канал, по которому поступает воздух в топливную рампу.
Электронный блок управления
Без этого элемента инжекторной системы впрыска двигатель работать не сможет. Впрочем, иногда, даже если он и стоит, то это вовсе не означает, что двигатель будет заводиться и отменно работать. А дело все в том, что электронный блок управления построен на микропроцессоре. И он специально программируется для работы в качестве модуля управления всеми исполнительными устройствами на основании данных, полученных от датчиков. Следовательно, электронный блок управления должен иметь программу, написанную по определенному алгоритму. Причем этот алгоритм должен быть четким, чтобы микроконтроллер точно знал, что ему необходимо сделать, если, например, появится сигнал с без которого не может существовать ни один современный инжектор. Принцип работы двигателя как с инжектором, так и с карбюратором остается неизменным.
Датчики в автомобиле
Чтобы правильно и своевременно подать топливо во все цилиндры, а также импульсы на электроды свечей зажигания, необходимо максимально точно считывать все параметры работы двигателя. В частности, важно знать, какая частота вращения у коленчатого вала. Также не помешают данные о том, какое давление в топливной рампе. Если же необходима остановка двигателя в автоматическом режиме при недостаточной смазке, то производится подключение датчика давления масла. При этом нужно прописывать его функции в алгоритме блока управления, конечно же, принцип работы инжектора в таком случае немного изменится. Также следует знать и про детонацию, ведь она многое может сказать о том, насколько правильно функционирует двигатель внутреннего сгорания. В современных автомобилях контролируется даже состав газа в выхлопной системе. Это происходит при помощи двух датчиков кислорода. И самое главное - это, конечно же, расход воздуха. Без знания этого параметра попросту невозможно осуществить правильное смесеобразование.
Заключение
Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, принцип работы инжектора ВАЗ-2110, как и любого другого автомобиля, очень простой. Можно даже провести аналогию с обычным компрессором, оснащенным краскопультом. Конечно, это будет упрощенный вариант системы, форсунка только одна, блока управления сложного нет. Но суть примерно такая же. Проще разобраться с процессами, протекающими в двигателе с инжекторной системой впрыска, нежели исследовать разнообразные завихрения и перепады давления в карбюраторной. А если досконально изучить конструкцию, то вам не будет страшна никакая поломка датчиков всей системы управления.
Двигатель внутреннего сгорания - весьма сложный и технологичный агрегат. С годами его конструкция совершенствуется, появляются новые системы и механизмы. Еще недавно на улицах можно было встретить карбюраторные автомобили. Сейчас даже «девятки» ездят на инжекторе. Считается, что это более современная система питания, которая позволяет увеличить производительность силового агрегата и снизить расход топлива. Не каждый знает, как работает инжектор. Что это такое, из чего состоит — узнаем из данного материала. Также рассмотрим особенности данной конструкции и принципы ее работы.
Характеристика
Название происходит от английского слова Inject, что дословно переводится как «впрыскивать». Что это такое - инжектор?
Это специальная форсунка, что устанавливается на двигатель внутреннего сгорания и является частью его системы питания, более усовершенствованный аналог карбюратора. Основная задача клапана инжектора - это распыление топливно-воздушной смеси в камере сгорания.
Впервые такая система была внедрена в начале 50-х годов на двухтактном двигателе купе Goliath 700. Спустя небольшое время начала появляться на «Мерседесах» (в том числе на модели 300 SL). Однако массовое вытеснение карбюраторов произошло лишь в 70-х годах. Немецкие производители начали использовать механический инжектор (также известный как «К-Джетроник»). С годами система получила электронное управление.
Инжектор на ВАЗе
До автомобилей ВАЗ он добрался лишь в нулевых годах. Первым автомобилем с таким мотором стала отечественная «десятка». Далее производитель начал устанавливать инжектор на ВАЗ-2114, 21099 и прочие модели. Эра карбюраторов прекратила свое существование.
Устройство инжектора
Если рассматривать саму форсунку, то она состоит из нескольких элементов:
- Фильтра тонкой очистки.
- Нажимной пружины.
- Электромагнита.
- Коннектора.
- Обмотки электромагнита.
- Резиновых уплотнителей.
- Иглы-клапана.
- Защитного кожуха.
Находится она между топливной рейкой и впускным коллектором.
Кроме этого, форсунка взаимодействует со следующими деталями:
- Топливным насосом (погружного типа, с электрическим приводом).
- Регулятором давления.
- Электронным блоком (основной управляющий элемент).
- Различными датчиками (температуры ДВС и концентрации СО в газах).
В зависимости от типа, инжектор (что это такое, мы уже знаем) может осуществлять подачу топлива напрямую в цилиндр либо во впускной коллектор. Последняя схема практиковалась на автомобилях с моновпрыском. Но вскоре автопроизводители перешли на более усовершенствованный, распределенный впрыск. В таком случае для каждого цилиндра стоит своя форсунка.
Принцип работы любого инжектора (8-клапанного ВАЗа в том числе) состоит в подаче бензина с воздухом через специальный клапан. А далее эта смесь поджигается свечей в камере, и поршень производит полезную работу.
Типы распределенного впрыска
Существует несколько способов подачи топлива на автомобилях с распределенным впрыском:
- Одновременный. В таком случае все инжекторы одновременно подают порцию бензина.
- Парно-параллельный. Клапан форсунок открывается парно. Так, одна открывается перед выпуском, другая - перед впрыском.
- Фазированный. В данном случае клапан инжектора открывается перед тактом впрыска.
- Прямой. Здесь подача смеси осуществляется прямо в камеру сгорания.
Чтобы состоялся впрыск, необходимо обеспечить в конструкции соответствующее давление. Его вырабатывает погружной электрический бензонасос. Находится он в баке. А количество подаваемого топлива и момент открытия клапана регулируются электронным блоком управления и датчиками, считывающими необходимую информацию.
На современных авто работа инжектора (2110 ВАЗ — не исключение) зависит от установленной в ЭБУ программы. Она может быть «залита» нештатно. Если речь идет об отечественных ВАЗах, то это «Январь» (обычно версии 5,1). Для чего это делается? Перепрошивка электронного блока позволяет более рационально использовать топливо и энергию для работы и движения автомобиля. В результате инжектор на 8 клапанов работает не хуже, чем 16-клапанный.
О вспомогательных элементах
Одного блока управления недостаточно для корректной работы инжектора. Поэтому такие авто оснащаются дополнительно каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом. Для чего нужен первый элемент? Он необходим для дожигания несгоревшего бензина, который вылетает из камеры вместе с отработавшими газами (последние также фильтруются, проходя сквозь соты внутри). Ресурс катализатора составляет около 120 тысяч километров. Часто соты элемента оплавляются, и газы не в состоянии пройти через них в полной мере. Это происходит из-за обогащенной смеси, которую подает инжектор. Что это такое? Данная смесь имеет большую концентрацию топлива в себе, нежели положено нормой. Ввиду этого часть бензина догорает в выпускной системе.
Лямбда-зонд тоже взаимодействует с инжектором. Что это такое? Это датчик, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Устанавливается он в выхлопной системе. На основании показаний лямбды блок определяет, в какой пропорции готовить смесь инжектору. В идеале значение должно составлять около единицы. Если показания не соответствуют норме, смесь будет богатой или бедной. В обоих случаях это вредно для двигателя.
Неисправности
Существуют ли неисправности у инжектора? Несмотря на свою технологичность, эта система тоже имеет свои слабые места. Так, инжектор сильно подвержен загрязнениям. Он плохо «переваривает» бензин сомнительного происхождения. Часть отложений остается внутри форсунки. Это происходит при испарении топлива после выключения ДВС. Так, форсунка остается все еще «мокрой». Пары бензина испаряются, а более тяжелые фракции остаются внутри. Они не в состоянии пройти через сетку, из-за чего форсунка начинает лить, а не распылять топливо. Это заметно при работе силового агрегата. Мотор начинает троить, не держит обороты, а машина плохо идет на разгон.
Можно ли вернуть нормальную работу инжектора? Для этого необходимо произвести его чистку. Процесс выполняется двумя способами:
- На месте, не снимая форсунки. В данном случае используется специальная присадка в бак.
Она смешивается с топливом и по идее разжижает грязь на сетке. Но, как показывает практика, результат от такого применения оставляет желать лучшего. Вдобавок, можно повредить резиновые элементы системы и насос, поскольку присадка содержит в себе много химии и весьма агрессивна.
- Со снятием и разборкой. Это более эффективный метод. Но такую чистку лучше производить на стенде. В последнее время популярной стала ультразвуковая чистка инжектора. Как отмечают отзывы, она весьма эффективна. С инжектора удаляется вся грязь и ненужный налет.
Протекание форсунок
Перечисляя неисправности, стоит отметить такую вещь, как протекание форсунок. Инжектор становится негерметичным ввиду износа седла клапана. Это происходит на пробеге за 200 тысяч. Также форсунка течет из-за попадания нагара между седлом или иглой. В результате клапан не в состоянии полностью закрыться, и часть топлива проникает в камеру сгорания. Это сопровождается повышенным расходом топлива, неприятным запахом выхлопа и падением мощности двигателя.
Какой инжектор выбрать?
Если предстоит покупка подержанного авто, стоит поинтересоваться, какой впрыск у данного двигателя. Много автомобилей 90-х оснащены единой форсункой. Это так называемый моновпрыск. Особых проблем он не вызывает, но при возможности стоит выбирать авто с распределенным впрыском. Такая система более надежная и простая в ремонте. Какой инжектор выбирать не стоит, так это механический с приставкой «Джетроник».
Им укомплектовывали «Мерседесы» в 80-х и начале 90-х годов. Систему очень трудно настроить. Некоторые даже производят замену механического инжектора на электронный. Но стоит это около 400 долларов. Поэтому если и выбирать автомобиль с инжектором, то только с распределенным впрыском, где для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка с электронным управлением.
Заключение
Итак, мы выяснили, что такое инжектор, как он работает и в чем его особенности. Система весьма технологична и позволяет производить более точное смесеобразование и равномерное распыление бензина, нежели в карбюраторе. При использовании качественного топлива инжектор прослужит очень долго. Система не требует каких-либо настроек и регулировок, как карбюратор. Вдобавок на том же полуторалитровом моторе можно получить больше крутящего момента и снизить расход. Поэтому такая система обрела столь широкую популярность и признание среди автомобилистов.
