Инжекторный двигатель — что мы о нем знаем? Именно им оснащается любая современная машина. Реализация ресурса такого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) рассчитана на экономный расход топлива
Воспламенение топлива
При сжатии в цилиндре топливовоздушной смеси в камере сгорания образуется давление в 20-40 бар, а температура возрастает до 400-600°C. И хотя цифры впечатляют, но, оставаясь в покое, топливо при таких условиях не воспламенится. Для этого необходима искра.
Искра образуется между боковыми и центральным электродами свечи зажигания. Расстояние между ними определяет мощность искры, а она прямо влияет на то, произойдет ли возгорание. При маломощном разряде, топливовоздушная смесь может не воспламениться.
Для того чтобы в свече возникла искра, необходима энергия. В системе зажигания есть катушка, функция которой и заключается в аккумулировании энергии, а затем передаче на свечу ее часть. Напряжение, создаваемое катушкой зажигания, многократно превышает силу разряда, возникающего в свече. Она способна накопить 60-120 мДж энергии и обеспечить напряжение в 25-40 кВ.
Чтобы воспламенение топлива произошло, необходимо сочетание нескольких факторов. Искра должна обладать действительно большой силой заряда. А какой именно, зависит от типа смеси. Так, для стехиометрической это 0,2 мДж, а для «бедной» или «богатой» — 3 мДж. В момент разряда возле свечи должно быть не слишком много и не слишком мало топлива и примешиваемых к нему газов, их количество должно быть оптимальным. Именно эта часть смеси и распространит горение на все остальное топливо.
Необходимые условия
Для качественного сгорания топлива необходимо соблюдение таких условий:
•искра должна сохраняться достаточно долгий промежуток времени;
•топливовоздушная смесь должна быть однородной и распыленной равномерно;
•стехиометрический состав должен быть уравновешен.
Длина самой искры так же немаловажна для процесса горения топлива. Чем она больше, тем лучше. Увеличить ее можно, увеличивая зазор между электродами свечи зажигания. Чтобы выставить это расстояние правильно, необходимо опираться на техническую документацию двигателя.
Угол опережения зажигания (УОЗ)
Момент зажигания — это важный фактор. От воспламенения топливной смеси до ее полного сгорания проходит примерно три миллисекунды. Именно поэтому зажигание должно произойти в определенный момент, так, чтобы смесь полностью сгорела до перехода поршнем верхней мертвой точки (ВМТ). Своевременное зажигание и диктует качественные свойства двигателя: экономию топлива, мощность мотора, вредность паров сгорания.
Важно понимать, что при увеличении интенсивности вращения коленвала, скорость движения поршня возрастает, но скорость горения топлива остается прежней. Так возникает ситуация, приводящая к падению давления: когда поршень находится далеко от верхней мертвой точки, объем пространства для горения смеси больше, что и снижает давление. А это, в свою очередь, снижает мощность двигателя.
Если же интенсивность вращения коленвала остается неизменной, но увеличивается нагрузка на мотор, важно, чтобы зажигание происходило позже. Ведь объем топлива в цилиндры при таком режиме поступает больший, а вот количество остаточных газов, смешиваемых с ним, уменьшается. Это ведет к уменьшению времени, необходимого для полного сгорания смеси. Поэтому и искра должна возникать позже.
Для правильной работы системы разряд должен возникать тогда, когда давление, вне зависимости от режима работы двигателя, оптимально. Поэтому воспламенение смеси до того, как поршень окажется в верхней мертвой точке, необходимо, но момент этот не одинаков.
Определяющей здесь является позиция коленчатого вала по отношению к ВТМ: момент зажигания обозначается в градусах до мертвой точки. Этот угол и называется углом опережения зажигания.
Если момент зажигания приближается к ВМТ — он называется поздним, УОЗ становится меньше. Если отдаляется — ранним, УОЗ становится больше. Чем интенсивнее движение коленвала, тем больше должен быть угол опережения зажигания.
Инжекторные системы хороши тем, что сами определяют УОЗ в зависимости от трех основных факторов: режима работы, скорости вращения коленчатого вала и нагрузки на мотор. Анализируя эти показатели, система управления двигателем высчитывает оптимальный УОЗ.
Детонация
Детонация двигателя — это настолько же нехорошо, как и звучит. Этим термином обозначаются непредсказуемый взрыв, который случается в двигателе в случайный момент времени. Опасен он тем, что может стать причиной полного выхода двигателя из строя.
Детонация случается при слишком раннем УОЗ и высокой степени сжатия. Происходит она в результате самопроизвольного возгорания топливовоздушной смеси.
Сила самого взрыва незначительна, но температура и давление возрастают, что и может привести к поломке деталей двигателя. Чаще всего возникают повреждения поршней и прокладки головки блока цилиндров, особенно возле клапанов.
Вероятность возникновения детонации особенно высока при:
•высокой нагрузке на мотор и приближающейся к критической частоте оборотов коленвала;
•разгоне — когда нагрузка на двигатель большая, но обороты малые; такая детонация слышится как серия стуков и металлического звона, её принято считать самым опасным видом детонации, так как рёв мотора способен полностью заглушить звуки взрывов;
•конструктивных дефектах двигателя;
•некачественном топливе.
Источник: http://avto.land/blog/sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya
За счет чего он работает?
Инжекторные двигатели работают тактами; каждый такт обеспечивает операцию:
- Заполнение горючим цилиндров.
- Сжатие его поршнем для сгорания.
- Рабочий ход — получение механической энергии путем детонации горючего вещества.
- Вывод переработанного сырья в атмосферу.
Наиболее востребованными автопромом являются 4-х тактные ДВС на бензиновой тяге.На их примере изучим принцип работы инжекторного двигателя.
При первом такте поршень максимально опускается вниз — через клапан подается перемешанный с воздухом бензин. Далее, поршень поднимается до упора, закрывая клапан и сжимая смесь. После этого свеча отсекает искру — она запускает детонацию сдавленного вещества.
Повышение температуры в камере и образование газов продвигают поршень вперед, а коленвал за счет инерции возвращает его на верхнюю позицию. При высокой скорости оборотов давление нагнетается еще больше, открывается выходной клапан. Продукты переработки бензина устремляются к нему.
Для более рационального функционирования используется комплекс датчиков, которые определяют получаемую на механизмы нагрузку, рассчитывают порции компонентов детонирующей смеси для обеспечения движения с циклом, равным такту.
Программная «начинка» их устроена так, что каждый срабатывает параллельно режимам мотора, отслеживает изменения в циклах и подстраивается под них. Такая функциональность позволяет подстраивать расход горючего под индивидуальный стиль вождения, повысить КПД.
Источник: http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/
Принцип работы инжекторного двигателя
Что такое инжекторный двигатель? Это разновидность двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Данный вид двигателя обеспечивает экономичный расход топлива и уменьшение выбросов продуктов его сгорания в атмосферный воздух.
Основное его отличие от других типов состоит в особенностях работы системы подачи топлива. А именно, впрыскивание топлива осуществляется принудительно при помощи специального элемента для его дозирования (форсунки) в цилиндр или систему трубок и заслонок (впускной коллектор).
Инжекторные двигатели начали устанавливать с 1930х годов, но популярность они смогли завоевать только в конце 90хх годов.
Рис.№ 1. Современный инжекторный двигатель.
Источник: http://inspectrum.su/konstitutsionnoe-pravo/printsip-raboty-sistemy-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya.html
В чём особенности устройства?
Изучение конструкции позволит подробнее разобраться, как работает инжекторный двигатель. Компоненты, характерные для этого типа:
- Блок электронного управления (ЭБУ);
- Регулятор давления;
- Форсунки;
- Бензонасос;
- Датчики.
Взаимодействие перечисленного: датчики получают данные о состоянии механики или процессах, их обрабатывает процессор и передает управляющие команды. Форсункам выделяется ограниченный заряд, который их открывает. Результат — смесь из топливного отдела попадает в отсек впускного коллектора.
Чтобы схема этого процесса стала более понятной, проведем краткий экскурс по устройству некоторых узлов, из которых состоит двигатель инжектор.
Источник: http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/
Как проверить ремни и шланги в автомобиле
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Подписаться
Источник: http://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/elektronnaya-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya-avto-tatar
История[править | править код]
В первых двигателях (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) смесь топлива с воздухом воспламенялась в конце такта сжатия от раскалённой калильной головки — камеры, сообщающейся с камерой сгорания (синоним — калильная трубка). Перед запуском калильную головку надо было разогреть паяльной лампой, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива при работе двигателя. В настоящее время по такому принципу работают калильные двигатели, используемые в различных моделях (авиа-, авто-, судомодели). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.
Дизельные двигатели также не имеют системы зажигания, топливо воспламеняется в конце такта сжатия от сильно нагретого в цилиндрах воздуха.
Не нуждаются в системе зажигания компрессионные карбюраторные двигатели, топливовоздушная смесь воспламеняется от сжатия. Данные двигатели также применяются в моделизме[1].
Но по-настоящему на бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающим воздушный промежуток между электродами свечи зажигания.
В настоящее время существуют три разновидности системы зажигания: с использованием магнето, батарейное зажигание с автомобильным аккумулятором и система зажигания без аккумулятора с использованием мотоциклетного генератора переменного тока.
Можно выделить: схемы без использования радиоэлектронных компонентов («классические») и электронные.
Схемы с электронным зажиганием разделяются на:
- с наличием контактов прерывателя
- бесконтактные
Источник: http://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/elektronnaya-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya-avto-tatar
Каким образом происходит детонация у двигателя
Детонация может быть особенно опасна для двигателей в том случае, когда сжатие в нем слишком высокое. С чем именно это связано? Например, с тем, что воздушная смесь возгорается самопроизвольно. Если происходит детонация, значит, зажигание произошло слишком рано. Чрезмерно высокая температура вкупе с высоким давлением повреждают детали двигателя и причиняют ему существенный вред. Первым делом страдают поршни, в дальнейшем повреждения переходят к головке рядом с клапанами и прокладке в цилиндрах. Чаще всего необходим полный ремонт в моторе из-за влияния детонации.
Диагностику и ремонт системы зажигания рекомендуется проводить в специализированных автосервисах.
Источник: http://avto.tatar/news_items/elektronnaya-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya
Форсунки
Через них производится выплеск порций топливной массы в коллекторное и цилиндровое отделения, причем открытие/закрытие клапана в течение секунды повторяется многократно.
По способу аппаратного управления и используемого количества деталей подразделяют на категории:
- Дроссельный моновпрыск (TBI)— подача сырья для детонации осуществляется одной деталью. Подаваемая струя не синхронизируется со срабатыванием клапана впуска. Управляющие сигналы на форсуночное сообщение производятся из внутриколлекторного чипа. Принцип распространен на старых моторах 90-х годов выпуска.
- Впрыск с распределением (MFI) — используется во всех современных автомобилях с бортовым компьютером. Передача горючего происходит комплектно: одна форсунка — один цилиндр. Форсунковый блок крепится поверх коллектора, а весь процесс синхронизируется с ЦБУ, согласно с тем, как работает система зажигания инжекторного двигателя. При сравнении сводных характеристик предшественников — КПД увеличен до 10%.
MFI-элементы по подаче струи бывают: электрогидравлические, электромагнитные, пьезоэлектрические. Они применяются при распределении впрыска:
- Одновременном (синхронное наполнение всех цилиндров);
- Попарно-параллельном — одна пара поршней принимает нижнее положение, другая — верхнее. Залив топлива и вывод продуктов сгорания производятся так же;
- Двухстадийном (фазовом)— передача горючего в камеры сгорания производится в две операции.
- Непосредственном — применяется в конструкциях моторов, подразумевающих сжигание сверхобедненного кислородом состава.
Важный факт: технология TBI сегодня практически не распространена, так как она менее экономичная и ненадежная!
Источник: http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/
Каталитический нейтрализатор
Это устройство позволяет сократить в выводимых газах содержание веществ, как окиси углерода и азота, за счет преобразования их в углеводороды. Не управляется ЭБУ, но взаимодействует с центром обработки через датчик, определяющий процент кислорода в выхлопных скоплениях. При избыточной подаче горючего контроллер получает сведения от датчика и корректирует ее.
В нейтрализаторе установлены керамические элементы со встроенными катализаторами:
- окислительными (платиновый и палладиевый);
- восстановительным родиевым;
- селективными;
- накопительными.
На заметку: этилированный бензин губителен для работы нейтрализаторов, а заправочные вещества с высоким содержанием серы приведет в негодность элементы накопительной катализации!
Источник: http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/
Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?
Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.
Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.
Источник: http://fastmb.ru/autoremont/647-kak-rabotaet-inzhektornyy-dvigatel.html
Датчики
Слаженную работу всех механизмов инжекторных двигателей обеспечивают показания мини-приборов, закрепляемых на агрегатных исполнителях. Каждое устройство замеряет параметры контролируемого участка и передает их в ЭБУ.
Встроенные датчики :
- ДМРВ (R массового расхода воздуха) — крепится на входе в воздушный фильтр. Функционирует по принципу сравнения показаний. Через 2 нити платины поступает ток. Меняется сопротивление (зависит от температуры). При этом одна нить свободно обдувается, вторая — герметично укрыта. За счет появившейся разницы ЭБУ производит подсчет.
- ДАД (R абсолютного давления и температуры в двигателе) — комбинируется или ставится отдельно от предыдущего. Состоит из 2 камер: одна герметична (внутри вакуум), вторая подводится напрямую к камере коллекторного впуска. Промеж камер проходит диафрагма, закреплены пьезоэлементы, которые создают напряжение при ее движении.
- ДПКВ (R положения коленчатого вала) — устанавливается в виде магнитной гребенки на шкиве коленвала. Он обустроен 58 зубцами и 2 зазорами, равными шагу зуба. Зубцы движутся в медной обмотке, что при взаимодействии с намагниченным сердечником образует индукционное напряжение — оно зависит от скорости оборотов шкива.
- ДФ (R фаз) — содержит диск с катушкой и прорезь. Прорезь обращается к прибору — выходное напряжение уравнивается с нулем. Одновременно достигается верхняя мертвая точка сжатия в первом цилиндре. Благодаря этому, центральный блок выдает напряжение в нужный цилиндр для зажигания, управляет тактами.
- ДД (R детонации) — им обустроен блок цилиндров. В момент детонации по нему проходит вибрация. В основе передачи информации лежит генерация напряжения свободного тока — оно увеличивается при большей вибрации.
- ДПДЗ (R положения дроссельной заслонки) — при опорном напряжении в 5 V происходит его увеличение или падение, за счет изменения поворотного угла заслонки.
- ДТОЖ (R температуры охлаждающей жидкости).
- Датчик кислорода — для разных конструкций внедряется единично или парой. Снимает замеры свободного кислорода в продуктах выхлопа. Его функция позволяет ЭБУ определить: обогатить или обеднить топливную смесь.
Инжектор значительно лучше карбюратора. Чтобы в этом убедиться, рассмотрим сравнение схожих моторных конструкций в таблице:
| Параметры агрегата | Значение для карбюратора | Значение для инжектора |
| наименование | ВАЗ 21083 | |
| Объем (л) | 1.5 | 1.5 |
| Мощность (л. с./кВт) | 69/51.5 | 78/56.2 |
| Частота вращения вала (об/мин) | 750-800 | 800-900 |
| Бензин (октановое число) | 92-95 |
Смотрите также: Бриллианты пролетариата Дело — труба. Может ли замерзнуть выхлопная система автомобиля? Эффект дежавю: обзор советских автомобилей Автомобили с пробегом: за и против Быстроногие бегемоты Дорогами Победы
Источник: http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya/
Неисправности системы зажигания[править | править код]
Все неисправности систем зажигания можно разделить на категории:
- Неправильная регулировка и/или неисправность центробежного и/или вакуумного регулятора опережения зажигания (при их наличии), в современных системах — неоптимальная программа электронного блока управления. На практике употребляются термины «раннее зажигание» и «позднее зажигание».
- Периодический пропуск искры в одном или нескольких цилиндрах (в просторечии — перебои). Может быть следствием слабой энергии импульса или повреждением изоляции высоковольтных частей системы (искра сбегает).
- Полное отсутствие искры в одном или нескольких цилиндрах (соответственно двигатель троит или не заводится).
- Замасливание свечей (заливание бензином возникает при попытке запуска в мороз холодного двигателя на полностью закрытой воздушной заслонке («включенном подсосе»). Единственным способом ремонта является выкручивание свечи и очистка электродов от масла бумагой, тряпкой или щёткой, их нагревание, например, на электроплитке. В современных инжекторных автомобильных двигателях почти не возникает.
Большинство узлов системы зажигания неремонтопригодны и в случае отказа заменяются на исправные. Наиболее часто выходящие из строя узлы:
- Контакты механического прерывателя, если он есть — срок службы большой, но требует достаточно частой периодической зачистки контактов и регулировки зазора.
- Свечи зажигания. На практике, их меняют превентивно, с некоторой периодичностью, заведомо меньшей, чем средний срок службы свечи до отказа.
- Высоковольтные провода — по причине старения изоляции, высокого передаваемого напряжения и постоянного механического воздействия (соединение неподвижной катушки зажигания и вибрирущего двигателя).
- Катушка (или модуль) зажигания — старение изоляции в обмотках. Замечен больший ресурс маслонаполненных катушек.
- Электронный коммутатор — по причине старения электронных компонентов.
- Прочие компоненты — как правило, рассчитаны на полный срок службы автомобиля и отказывают или в результате нарушения условий эксплуатации (температура, напряжение, загрязнение и т. п.), или по причине низкого качества изготовления. Сюда же относятся и проводка.
Источник: http://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/elektronnaya-sistema-zazhiganiya-inzhektornogo-dvigatelya-avto-tatar