Инжекторный двигатель | это… Что такое Инжекторный двигатель?
Двигатель АШ-82 в музее в Праге
Инжекторная система подачи топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях взамен устаревшей карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.
Содержание
|
Устройство
В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками. В зависимости от их количества и расположения системы впрыска делятся на:
- Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе).
- Распределённый впрыск — на каждый цилиндр приходится отдельная изолированная форсунка во впускном коллекторе.
- Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в него.
По методу управления:
- Механический
- Электронный — решение о времени и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллёр, основываясь на данных датчиков.
Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения, и т. п.
Достоинства
Инжекторная система позволяет улучшить эксплуатационные и мощностные показатели двигателя (такие как динамика разгона, расход топлива, экологические характеристики и т.
Недостатки
Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными:
- Высокая стоимость ремонта,
- Высокая стоимость узлов,
- Неремонтопригодность элементов,
- Высокие требования к качеству топлива,
- Необходимость в специализированном оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта.
История
Появление и применение систем впрыска в авиации
Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Инжекторная система питания авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (вверх ногами или как обычно).
Первый мотор с системой впрыска был изготовлен в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным. Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300-сильный рубеж мощности.
К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz 601. Именно этими моторами объемом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л.с., то «шестьсот первый» с впрыском позволял поднять мощность до 1100 сил и более. Чуть позже в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — тот самый лицензионный авиадвигатель Pratt&Whitney Hornet, который на BMW делали с 1928 года и который устанавливался, к примеру, на транспортники Junkers Ju-52. Авиамоторы в Англии, США и СССР в те времена оставались ещё исключительно карбюраторными.
Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиамоторов с впрыском, работы по созданию отечественных инжекторных систем питания получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2.Мотор со впрыском — АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался еще долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.
К концу войны довели до серии свой вариант впрыска и американцы. Например, моторы «летающей крепости» Boeing B-29 тоже питались бензином через форсунки.
Применение систем впрыска в автомобилестроении
Впрыск топлива в автомобилестроении начал применяться с 1951 года когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного небольшой фирмой Goliath из Бремена.
В 1954 году появилось легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL («крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch.[1] Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения в странах Запада жёстких требований к экологической безопасности автомобилей идея инжекторного впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.
Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объемом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.
К концу первого десятилетия 21 века системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.
См. также
- Карбюратор
- Выхлопные газы
Ссылки
- Справочник по системам впрыска бензина автомобилей ГАЗ и УАЗ
- Сайт, посвященный инжекторным системам (впрыску)
- Инжектор, всё об инжекторе
Примечания
- ↑ http://www.autoreview.ru/archive/2008/01/injection/
Инжекторный двигатель | это… Что такое Инжекторный двигатель?
Двигатель АШ-82 в музее в Праге
Инжекторная система подачи топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях взамен устаревшей карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.
Содержание
|
такжеУстройство
В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками. В зависимости от их количества и расположения системы впрыска делятся на:
- Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе). В современных двигателях не встречается.
- Распределённый впрыск — на каждый цилиндр приходится отдельная изолированная форсунка во впускном коллекторе.
- Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в него.
По методу управления:
- Механический
- Электронный — решение о времени и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллёр, основываясь на данных датчиков.
Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков.
Достоинства
Инжекторная система позволяет улучшить эксплуатационные и мощностные показатели двигателя (такие как динамика разгона, расход топлива, экологические характеристики и т. д.). Основным преимуществом по сравнению с карбюраторной системой является самонастройка по датчику кислорода. Это позволяет длительное время соблюдать высокие экологические стандарты без ручных регулировок.
Недостатки
Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными:
- Высокая стоимость ремонта,
- Высокая стоимость узлов,
- Неремонтопригодность элементов,
- Высокие требования к качеству топлива,
- Необходимость в специализированном оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта.
История
Появление и применение систем впрыска в авиации
Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы.
Инжекторная система питания авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (вверх ногами или как обычно).
Первый мотор с системой впрыска был изготовлен в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным. Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300-сильный рубеж мощности.
К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz 601. Именно этими моторами объемом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л.с., то «шестьсот первый» с впрыском позволял поднять мощность до 1100 сил и более. Чуть позже в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — тот самый лицензионный авиадвигатель Pratt&Whitney Hornet, который на BMW делали с 1928 года и который устанавливался, к примеру, на транспортники Junkers Ju-52.
Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиамоторов с впрыском, работы по созданию отечественных инжекторных систем питания получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2.Мотор со впрыском — АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался еще долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.
К концу войны довели до серии свой вариант впрыска и американцы. Например, моторы «летающей крепости» Boeing B-29 тоже питались бензином через форсунки.
Применение систем впрыска в автомобилестроении
Впрыск топлива в автомобилестроении начал применяться с 1951 года когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного небольшой фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL («крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch.[1] Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения в странах Запада жёстких требований к экологической безопасности автомобилей идея инжекторного впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.
Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC.
Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объемом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.
К концу первого десятилетия 21 века системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.
См. также
- Карбюратор
- Выхлопные газы
Ссылки
- Справочник по системам впрыска бензина автомобилей ГАЗ и УАЗ
- Сайт, посвященный инжекторным системам (впрыску)
- Инжектор, всё об инжекторе
Примечания
- ↑ http://www.autoreview.ru/archive/2008/01/injection/
Впрыск топлива | инженерные технологии
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы. - Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю. - Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!
Содержание
- Введение
Краткие факты
- Связанный контент
КОМПОНЕНТЫ, ТИПЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Впрыск топлива – это подача топлива в двигатель внутреннего сгорания, чаще всего в автомобильный двигатель, с помощью форсунки.
Система впрыска топлива лежит в основе дизельного двигателя. Создавая давление и впрыскивая топливо, система нагнетает его в воздух, сжатый до высокого давления в камере сгорания.
Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) необходимого количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания.
Электронный блок управления (ECU в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время необходимой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию с различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ посылает командный электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки. Таким образом, открывается форсунка, и бензин проходит через нее в двигатель.
На одну клемму катушки форсунки напрямую подается 12 вольт, которые контролируются ЭБУ, а другая клемма катушки форсунки разомкнута.
Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, он активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т.е. отрицательный полюс).
ФУНКЦИИ
Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:
1. Подача топлива
Элементы насоса, такие как цилиндр и плунжер, встроены в корпус ТНВД. Топливо сжимается до высокого давления, когда кулачок поднимает поршень, и затем направляется в форсунку.
2. Регулировка количества топлива
В дизельных двигателях подача воздуха практически постоянна, независимо от частоты вращения и нагрузки. Если количество впрыскиваемого топлива изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя, а момент впрыска остается постоянным, мощность и расход топлива изменяются. Поскольку мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, она регулируется педалью акселератора.
3. Регулировка момента впрыска
Задержка воспламенения – это период времени между моментом впрыска, воспламенения и сгорания топлива и моментом достижения максимального давления сгорания.
Поскольку этот период времени практически не зависит от частоты вращения двигателя, для регулировки и изменения момента впрыска используется таймер, что позволяет достичь оптимального сгорания.
4. Распыление топлива
Когда топливо сжимается ТНВД, а затем распыляется из форсунки, оно тщательно смешивается с воздухом, что улучшает воспламенение. Результат — полное сгорание.
КОМПОНЕНТЫ
Задачей системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре. В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и частотой вращения двигателя.
Система впрыска топлива состоит из:
- ТНВД — нагнетает топливо до высокого давления
- Трубка высокого давления — подает топливо к форсунке
- Форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
- Подкачивающий насос — всасывает топливо из топливного бака
- топливный фильтр — фильтрует топливо
ТИПЫ ТОПЛИВНЫХ ФОРСУНОК
1.
Верхняя подача – топливо поступает сверху и выходит снизу.
2. Боковая подача – топливо поступает сбоку через штуцер форсунки внутри топливной рампы.
3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки — (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.
ТИПЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
1. Одноточечный или дроссельный впрыск топлива
Также называемый одноточечным, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который чистый воздух сначала поступает в двигатель. TBFI работает, добавляя правильное количество топлива в воздух, прежде чем оно будет распределено по отдельным цилиндрам. Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнут проблемы с инжектором, вам нужно будет заменить только один. Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.
С технической точки зрения системы дроссельной заслонки очень надежны и требуют меньше обслуживания.
При этом впрыск в корпус дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно старые, поэтому техническое обслуживание будет более проблематичным, чем с более новым автомобилем с меньшим пробегом.
Еще одним недостатком TBFI является его неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, подаваемой в ваши цилиндры, все еще будет много топлива. Это может привести к небольшой задержке перед замедлением, а в некоторых автомобилях это может привести к выбросу несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI далеко не так экономичны, как современные системы.
2. Многоточечный впрыск
Многоточечный впрыск просто перемещает форсунки дальше вниз к цилиндрам. Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется к каждому цилиндру. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.
Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свое распыление топлива.
Каждая форсунка меньше и точнее, что обеспечивает экономию топлива. Минус в том, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим. Это означает, что у вас может быть остаточное топливо между периодами впуска, или у вас может быть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.
Многопортовые системы отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью. Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с педали газа, эта конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.
3. Последовательный впрыск
Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многоточечные системы. При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива — это раз. Вместо одновременного срабатывания всех форсунок топливо подается одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан откроется, чтобы всосать его. Такая конструкция позволяет улучшить экономию топлива и производительность.
Поскольку топливо остается в порту только в течение короткого промежутка времени, последовательные форсунки, как правило, служат дольше и остаются чище, чем другие системы. Из-за этих преимуществ последовательные системы впрыска топлива сегодня являются наиболее распространенным типом впрыска топлива в автомобилях.
Единственным недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через несколько секунд после открытия форсунки. Если он грязный, засоренный или не отвечает, вашему двигателю будет не хватать топлива. Форсунки должны поддерживать свою максимальную производительность, иначе ваш автомобиль начнет работать с перебоями.
4. Прямой впрыск
Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямой впрыск. В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят, чтобы вы поверили, что непосредственный впрыск — это новейшее и лучшее изобретение.
Что касаемо характеристик бензиновых автомобилей, то они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, а дизельные автомобили почти все имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.
В дизельных двигателях непосредственный впрыск очень надежен. Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с техническим обслуживанием сведены к минимуму.
В бензиновых двигателях непосредственный впрыск встречается почти исключительно в автомобилях с высокими характеристиками. Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно обслуживать вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение длительного времени, когда им пренебрегают, производительность быстро снизится.
СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Существует два метода впрыска топлива в системе воспламенения от сжатия
1.
Воздушный впрыск
2. Безвоздушный или твердый впрыск
1. Воздушный впрыск
Первоначально этот метод использовался в крупных стационарных и судовые двигатели. Но сейчас это устарело. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем поток этого воздуха впрыскивается вместе с топливом в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух под высоким давлением требует многоступенчатого компрессора, чтобы держать баллоны с воздухом заряженными. Топливо воспламеняется от высокой температуры воздуха, вызванной высокой степенью сжатия. Компрессор потребляет около 10% мощности, развиваемой двигателем, что снижает полезную мощность двигателя. 92. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Ее можно разделить на две системы
1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.
2. Система Common Rail: в этой системе топливо нагнетается многоцилиндровым насосом в систему Common Rail, давление в магистрали регулируется предохранительным клапаном.
Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр из общей топливной рампы.
Это все о системе впрыска топлива. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт, чтобы получать больше информативных статей. Спасибо, что прочитали это.
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Форсунки управляются блоком управления двигателем (ECU). Во-первых, ECU получает информацию о состоянии двигателя и требованиях, используя различные внутренние датчики. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам, а затем нагнетается топливными насосами. Надлежащее давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также распределяется с помощью топливной рампы для подачи в разные цилиндры двигателя. Наконец, форсункам приказано впрыскивать необходимое топливо для сгорания.