Понимание системы впрыска топлива в автомобильных двигателях

Вы знаете, как топливо подается в камеру сгорания в автомобильных двигателях? Я уверен, что вы думаете не о карбюраторе, а о топливной форсунке. . В настоящее время они больше всего ушли в прошлое, особенно для двигателей внутреннего сгорания. Используемый эффективный процесс известен как система впрыска топлива. .

Впрыск топлива - это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные двигатели, с помощью инжектора. Этот процесс был введен для соблюдения законов о выбросах и эффективности использования топлива. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, с которых начинается падение карбюраторов.

С 1980 года впрыск топлива стал альтернативой карбюраторам на бензиновых двигателях. Итак, разница между впрыском топлива и карбюратором заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо через маленькую форсунку под высоким давлением. В то время как карбюраторы полагаются на всасывание топлива в воздушный поток через трубку Вентури.

Исследования показали, что все дизельные двигатели используют впрыск топлива по своей конструкции. Газовые двигатели могут использовать бензин с непосредственным впрыском, при котором топливо подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Можно также использовать непрямой впрыск, когда топливо смешивается с воздухом перед тактом впуска.

Сегодня мы подробно рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, проблемы, а также преимущества и недостатки системы топливных форсунок в автомобильных двигателях.

Прочтите: Все, что вам нужно знать об автомобильных поршнях

Что такое топливная форсунка?

Топливные форсунки представляют собой небольшие форсунки с электронным управлением для распыления топлива под высоким давлением в камеру сгорания двигателя. Он содержит клапаны, которые могут открываться и закрываться много раз в секунду.

До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и до сих пор этот двигатель существует. Фактически, многие другие машины, такие как газонокосилки и бензопилы, все еще используют карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, выпущена лучшая альтернатива.

Карбюраторы впервые заменены системой впрыска топлива с дроссельной заслонкой. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.

Это была чуть ли не лучшая альтернатива, позволяющая автопроизводителям не вносить кардинальных изменений в конструкцию двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменил впрыск топлива через дроссельную заслонку. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.

Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляют прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точный учет топлива и более быстрое реагирование.

Функции топливной форсунки 

Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:

• Основная цель системы впрыска топлива в дизельных двигателях заключается в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент,
• Топливная форсунка помогает доставлять топливо в цилиндры.
• Улучшает характеристики двигателя с точки зрения производительности, выбросов и шума.
• Топливо подается под чрезвычайно высоким давлением впрыска.
• Материалы спроектированы таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки и обеспечивать долговечность, соответствующую работе двигателя.
• Еще одно назначение системы впрыска заключается в своевременном впрыске топлива. То есть время впрыска контролируется.
• Для удовлетворения потребности двигателя в мощности необходимо подавать правильное количество топлива. Вот почему дозировка впрыска контролируется.
• Инжектор изготовлен с большей точностью изготовления и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также предотвращает утечку.
• Топливная форсунка распыляет топливо на очень мелкие частицы топлива, благодаря чему каждая маленькая капля топлива испаряется и проходит процесс сгорания.
• Достаточно кислорода для смешивания с распыляемым топливом и обеспечения полного сгорания.

Прочтите: Общие сведения о системе смазки двигателя

Основные части системы впрыска топлива

Ниже приведены основные функциональные детали, обеспечивающие работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:

Основные части системы впрыска топлива разделены на две части, которые включают сторону низкого и высокого давления, части низкого давления - это топливный бак, топливный фильтр и насос подачи топлива. В то время как сторона высокого давления включает насос высокого давления, топливную форсунку, аккумулятор, форсунку топливной форсунки. Инжекторная форсунка имеет разные конструкции привода для различных типов систем впрыска топлива.

Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, эту роль играет топливная система низкого давления. Принимая во внимание, что от топливной форсунки до камеры сгорания находится система высокого давления. Ниже приведена роль следующих частей, указанных выше:

• Топливный бак — часть - это место, где хранится топливо.
• Топливный насос — он перекачивает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
• Инжекторный насос — эта часть представляет собой счетчик и давление топлива для впрыска.
• Губернатор — подавать топливо в соответствии с загрузкой.
• Топливная форсунка — подает топливо от ТНВД к цилиндрам.
• Топливный фильтр — для фильтрации грязи, воздуховодов и абразивных частиц от блокировки системы впрыска.

На изображении ниже показаны основные части топливной форсунки:

Система впрыска топлива работает полностью точно, чтобы обеспечить правильное количество топлива для любых условий эксплуатации. Блок управления двигателем (ECU) используется для контроля большинства частей входных датчиков. Ниже приведены несколько деталей, в которых используется датчик для точной работы:

• Датчик кислорода – обратите внимание на количество кислорода в выхлопных газах, что позволяет ЭБУ определить, является ли топливная смесь богатой или обедненной. Он вносит соответствующие коррективы.
• Датчик положения дроссельной заслонки – этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы знать, сколько воздуха поступает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик массового расхода воздуха – сообщить ЭБУ количество топлива, поступающего в двигатель.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости – определить, когда двигатель достигает своей надлежащей рабочей температуры для ECU.
• Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе – определить давление воздуха во впускном коллекторе.
• Датчик частоты вращения двигателя – отслеживает частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
• Датчик напряжения - определить системное напряжение в автомобиле, чтобы знать, когда ЭБУ поднимает холостой ход. это может быть при падении напряжения, что указывает на высокую электрическую нагрузку.

Читать: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси

Типы систем впрыска топлива

Ниже приведены распространенные типы систем впрыска топлива, используемые в старых и современных автомобилях:

Одноточечный или дроссельный впрыск:

Система одноточечного впрыска — самый ранний и простой впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам. Он содержит одну или две форсунки в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.

Эта инжекторная система не является точной, как предыдущая система, но по сравнению с карбюраторами она обеспечивает лучший контроль, дешевле и проще в обслуживании.

Портовой или многоточечный впрыск топлива:

В многоточечных топливных форсунках разделительные форсунки находятся в каждом цилиндре у его впускного отверстия. Вот почему эту систему иногда называют портовой форсункой, которая выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное всасывание в цилиндр.

Одним из преимуществ этого инжектора является то, что счетчики топлива являются более точными по сравнению с одноточечными. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения топлива и воздуха и практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе.

Последовательный впрыск топлива:

Этот тип топливной форсунки также известен как последовательный впрыск топлива или временной впрыск. Это тип многоточечного впрыска, хотя в базовом многоточечном впрыске используется несколько форсунок. Все они распыляют топливо одновременно или последовательно, из-за чего топливо задерживается на 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система быстрее реагирует, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапан должен ждать открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.

Прямой впрыск:

Непосредственный впрыск распространен в дизельных двигателях, хотя становится обычным явлением в конструкциях бензиновых двигателей. Иногда его называют DIG для бензина с непосредственным впрыском. При этом топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя клапаны.

Дозирование топлива является более точным, чем другие типы впрыска топлива. Непосредственный впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность влиять на то, как именно происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя исследует, как топливно-воздушная смесь циркулирует в цилиндрах. А также мотыгой взрыв идет от точки воспламенения.

Непосредственный впрыск в бензиновом двигателе может обрабатывать такие вещи, как форма цилиндров и поршней. Кроме того, расположение портов и свечей зажигания, время, продолжительность и интенсивность искры. Количество свечей зажигания на цилиндр. Все это влияет на то, насколько полно и равномерно сгорает топливо в бензиновом двигателе.

Принцип работы

Работа системы топливных форсунок довольно интересна и понятна. Основная работа идет от топливной форсунки к камере сгорания после подачи в нее топлива из топливного бака.

Как было сказано ранее, топливная форсунка представляет собой механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление топлива. На форсунку подается питание, и электромагнит перемещает поршень, который открывает клапан. Этот клапан позволяет топливу под давлением выбрасываться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива, благодаря чему топливо легко сгорает,

Количество времени, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет количество топлива, подаваемого в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и контролируется устройством ECU. Система топливных форсунок монтируется непосредственно на впускной коллектор, поэтому топливо может распыляться непосредственно на впускной клапан.

Внутри обычного инжектора есть пружина, которая удерживает игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует трубка, называемая «топливной рампой», которая подает топливо под давлением к форсункам.

Правильное количество топлива подается к необходимым частям. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые передают ЭБУ информацию о количестве топлива и при необходимости вносят коррективы. Различные датчики были перечислены и описаны выше в этой статье.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:

Прочтите: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Симптомы неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения

Выход из строя топливной форсунки происходит после перегрузки, и, если ее регулярно не обслуживать, она может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены признаки неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения:

• Примерная производительность двигателя.
• Осложнения при запуске автомобиля
• Запахи топлива
• Разжижение масла
• Неудачная эмиссия
• Двигатель не достигает полных оборотов
• Плохая производительность автомобиля
• Катастрофический отказ двигателя
• Выброс дыма
• Увеличенный расход топлива
• Загрязнение

Проблема часто возникает в топливной форсунке, когда есть грязь, частицы углерода, масляное топливо или накопление остатков, что приводит к засорению топливных форсунок. Проблемы возникают после того, как в корзине фильтра собирается мусор, препятствующий прохождению через нее топлива.

Правильный способ предотвратить выход из строя топливных форсунок – регулярное техническое обслуживание. Деталь автомобиля должна проходить регулярный осмотр. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все равно следует проводить проверку компонентов.

Для более надежного результата, добавление влагопоглощающего этанола или добавок, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, вам может помочь фактическая схема потока для объемного и аэрозольного тестирования.

Преимущества и недостатки системы впрыска топлива

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:

• Точная топливная смесь топлива и воздуха обеспечивает максимально возможную эффективность использования топлива и выработку мощности.
• Процесс сгорания значительно эффективнее в инжекторном двигателе.
• Двигатели с впрыском топлива более экономичны и максимально снижают уровень выбросов.
• В двигателе с впрыском топлива исключен холодный пуск, поэтому нет необходимости в ручной блокировке.
• Он также используется на современных спортивных мотоциклах.
• Система впрыска топлива автоматически балансирует топливно-воздушную смесь с учетом окружающей обстановки.
• Вибрация двигателя снижена, а проблема загрязнения свечей зажигания сведена к минимуму.

Читайте: Двухтактный двигатель:все, что вам нужно знать

Недостатки

Несмотря на все преимущества системы впрыска, некоторые ограничения все же имеют место. Ниже перечислены недостатки системы:

• Это сложное устройство с электронным управлением, работающее с несколькими электронными датчиками.
• Техническое обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не вся мастерская может работать.
• Система впрыска топлива довольно дорогая.
• Настоятельно рекомендуется использовать материалы и топливо хорошего качества.
• Нет решения для низкой стоимости и низкой емкости.

В заключение, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильном двигателе. мы обсудили его функции, одной из которых является подача топлива под высоким давлением в цилиндр. Системы впрыска топлива разных типов, включающие дроссельную и многоканальную, также выявлены ее составляющие на стороне низкого и высокого давления. это работает, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.

Это все для этой статьи. Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!