Принцип работы системы зажигания инжекторного двигателя

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.

Типы инжекторных систем

Различают несколько типов данных систем в зависимости от способа подачи топлива, а именно:

Инжекторная система с центральной подачей топлива. Одна форсунка поставляет смесь топлива и воздуха в коллектор¸ после чего происходит её распределение по всем цилиндрам;
С многоточечной подачей. В этом варианте на каждый цилиндр имеется своя форсунка. Этот тип наиболее распространен. Чаще подача смеси осуществляется напрямую по цилиндру с последовательным топливовспрыском.

Выделяют также двух- и четырехтактные системы.

Такт – это все процессы, которые происходят в цилиндре за время одного ходя поршня.

Принцип работы инжекторного двигателя основан на сборе и оценке информации о состоянии двигателя и его работы с помощью специальных датчиков:

Датчик оборотов. Производит передачу сигнала о скорости, на основании этих данных блок управления рассчитывает необходимый расход топлива;
Датчик массового расхода воздуха. Измеряет силу воздушного потока;
Температуры антифриза. Проводит замеры температурного режима системы охлаждения и активирует работу вентилятора при необходимости;
Дроссельной заслонки. Осуществляет контроль положения заслонки дросселя и регулирует распределение топлива, которое попадает в камеру сгорания;
Кислорода в выхлопных газах. Фиксирует концентрацию кислорода в выхлопных газах. А также обеспечивает необходимую концентрацию газов и топлива в камере сгорания;
Детонации. Определяет силу взрыва в камере сгорания;
Положения распределительного вала. Участвует в согласовании подачи топлива и работы двигателя;
Температуры воздуха. Определяет температуру, которая поступает в двигатель. Контролёр инжектора (его «мозги») в результате обработки полученной информации, собранной от всех перечисленных приборов и устройств, регулирует работу следующих систем:
Форсунок. Это электромагнитный клапан, который осуществляет распыление топлива за счёт давления;
Электронасоса подачи топлива. Он контролирует давление в системе;
Модуля зажигания. Соответствует количеству свечей зажигания. Управляет их работой;
Регулятор холостого хода. Корректирует подачу воздуха в обход дроссельной заслонки на нейтральной передаче;
Вентилятор, охлаждающий мотор.

Рис. №2. Форсунки — основной элемент инжекторного двигателя, отвечающий за распыление топлива (жидкости или газа).

Как работает инжектор

Каждый двигатель оснащен поршнями и цилиндрами. В них происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Рис. №3. Схема работы инжекторного двигателя и его устройство.

Для осуществления этого процесса в инжекторном двигателе существует несколько этапов:

1 этап – такт впуска. Поршень в начале этого этапа находится в верхней мертвой точке. С началом работы двигателя стартер проворачивает посредством маховиков коленчатый вал. Датчик коленвала посылает блоку управления инжектора информацию о положении конкретного цилиндра. Датчик фаз анализирует такты. Блок управления получив данную информацию, открывает в нужном цилиндре форсунку на строго определенное время.

А вы знаете, что у некоторых двигателей имеется несколько клапанов впуска? Они увеличивают мощность двигателя, а соответственно и скоростные характеристики автомобиля;

2 этап – сжатие топливовоздушной смеси. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, он начинает снова подниматься. Что приводит к сжатию смеси топлива и газов до размеров камеры сгорания. Клапаны в этот момент закрыты;

3 — этап рабочего хода. На этом этапе происходит поджигание свечой зажигания сжатой смеси воздуха и топлива. Что провоцирует взрыв, посредством увеличения давления на дне поршня. Это приводит к тому, что поршень опускается вниз до уровня нижней мертвой точки.

Клапаны впуска и выпуска закрыты для того, чтобы сила давления на поршень была достаточной для проворачивания коленчатого вала.

После взрыва блок управления регулирует момент зажигания для последующего цилиндра. А так же нормирует газовый состав топливовоздушной смеси. Это позволяет предельно эффективно использовать топливо и его сгорание;

4 этап – такт выпуска. Предыдущий этап приводит к открытию выпускного клапана. Поршень начинает двигаться вверх, выбрасывая газы, образовавшиеся в результате взрыва и сгорания.

Важно! Прогрев двигателя не оказывает влияния на показания датчика массового расхода воздуха и датчика взрыва, так как блок управления работает по специальным запрограммированным таблицам.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Рис. №4. Инжекторный и карбюраторный двигателя.

В работе и устройстве инжектора и карбюратора можно выделить следующие отличия:

В инжекторном двигателе подача смеси газов и топлива осуществляется в специальную камеру, в карбюраторном двигателе образование топливовоздушной смеси происходит в самом карбюраторе;
Смесь в инжекторном двигателе подается форсунками в цилиндры и в впускной коллектор принудительно. В карбюраторе этот процесс происходит само по себе;
В инжекторном двигателе форсунки подают строго дозированное количество топлива;
Инжекторная система обеспечивает мощность двигателя на 15% больше, чем карбюратор;
Инжектор более экономичен и экологически безопасен, чем карбюратор.

Применение инжекторных двигателей

Изначально инжекторные двигатели устанавливали в авиации. Особую популярность получили во времена Второй Мировой войны. Авиамоторы тогда создавали именно с этой системой.

Затем инжекторы стали устанавливать в автомобили. В процессе ввода в широкие круги, инжекторы стали вытеснять карбюраторные варианты двигателей. И с 2005 года автомобильные двигателя оснащены именно инжекторной системой подачи топлива.

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

К его плюсам можно отнести:

Экономичное потребление топлива;
Большая динамика двигателя;
Отсутствуют проблемы с запуском двигателя в холодное время года;
Более надежный в эксплуатации, чем карбюраторный вариант;
Нет необходимости ручного регулирования режимов его работы.

К недостаткам относят:

Дороговизна запчастей;
Сложная диагностика неисправностей;
Некоторые детали не подлежат ремонту;
Дорогие обслуживание и регулировка работы инжектора, ремонт требуется проводить в автомастерских;
Чувствительны к топливу плохого качества.

Заключение

Не смотря на перечисленные недостатки, инжекторные двигатели представляют собой современный вариант топливной системы, обеспечивающий большую мощность и экономичное расходование топлива. А также более безопасную комплектацию двигателей в плане влияния на экологию.

Система зажигания инжекторного двигателя — смотреть видео

Система зажигания инжекторного двигателя

Из теории внутреннего двигателя сгорания мы знаем, что при топливовоздушной сгорании смеси образуется много газов, свой которые силой давят на поршень и в результате совершается чего полезная работа. Система зажигания двигателя инжекторного служит для поджигания смеси в период определенный, вследствие чего начинается процесс нормальной. От сгорания работы системы зажигания зависит двигателя мощность, содержание вредных веществ в отработавших также, а газах топливная экономичность. Вследствие исправной системы работы зажигания продлевается срок службы нейтрализатора каталитического, который стоит недешево.

Система инжекторного зажигания двигателя (англ. Fuel Injection система) — System подачи топлива, массово устанавливаемая автомобильных набензиновых двигателях, начиная с 1980-х годов. отличие Основное от карбюраторной системы — подача топлива путем осуществляется принудительного впрыска топлива с помощью впускной во форсунок коллектор или в цилиндр. Автомобили с системой такой питания часто называют инжекторными. Процесс

Источник воспламенения топливовоздушной смеси

Когда сжимает поршень топливовоздушную смесь, давление в камере достигает сгорания 20-40 бар, а температура смеси достигает 600оС — 400. Но чтобы смесь загорелась, т.е. произошел бы горения процесс этого недостаточно и нужно на нее образом-то каким воздействовать. Для этого служит которая, искра возникает между центральным и боковым свечи электродами зажигания. Но если искровой заряд маломощным будет, то возгорание может и не произойти. Поэтому смесь чтобы поджигалась нужен очень мощный примеру. К разряд, для стехиометрической смеси он составляет 0.2 для, а мДж «бедной» или «богатой» смеси он должен уже быть равным 3.0 мДж. Также чтобы, необходимо около искры находилось оптимальное топливовоздушной количество смеси. Именно это количество и всю поджигает оставшуюся смесь в цилиндре, а дальше процесс начинается сгорания топлива.

В системе зажигания присутствует автомобиля катушка зажигания, которая накапливает передает и энергию ее на свечу зажигания для возникновения Особенность. напряжения катушки зажигания состоит в том, напряжение что, которая она создает, намного величину превышает пробоя в зазоре свечи зажигания. зажигания Катушки способны накапливать энергию в районе 60 — мДж 120 и обеспечивают напряжение равное 25 — 40 кВ.

Условия качественного для горения топлива:

1. Достаточная продолжительность разряда искрового

2. Оптимальное распыление топливовоздушной смеси

3. топливовоздушной Однородность смеси

4. Стехиометрический состав топливовоздушной процесс

На смеси горения влияет также величина разряда искрового между электродами свечи зажигания. зазора Увеличение способствует увеличению длины искры, приводит что к более лучшему процессу сгорания Величину. топлива зазора в свечи зажигания надо согласно выставлять данным производителя мотора.

Угол зажигания опережения (УОЗ)

Две миллисекунды — именно проходит столько между моментом начала воспламенения полным и ее смеси сгоранием. При повышении частоты коленвала вращения время сгорания остается постоянным, но скорость средняя перемещения поршня возрастает. Это тому к ведет, что когда поршень отходит от верхняя (ВМТ мертвая точка), сгорание смеси большем в произойдет объеме и давление газов на поршень этого. Из-за уменьшиться упадет мощность двигателя. Кроме при, того одной и той же частоте вращения вала коленчатого с увеличением нагрузки на двигатель момент должен воспламенения наступать позже. Это объясняется что, тем увеличивается количество горючей смеси, цилиндры в поступающей, и одновременно уменьшается количество примешиваемых к остаточных ней отработавших газов, вследствие чего скорость повышается сгорания. Искра должна возникнуть в момент тот, когда давление сгорания при рабочих разных режимах будет наиболее оптимальным. вызывает Это необходимость воспламенять рабочую смесь с прихода (до опережением поршня к ВМТ) с таким расчетом, смесь чтобы полностью сгорела к моменту перехода ВМТ поршнем (при наименьшем объеме). Момент принято зажигания определять

по положению коленчатого относительно вала ВМТ и обозначать его в градусах до Этот. ВМТ угол называют углом опережения УОЗ (зажигания). Сдвиг момента зажигания в сторону считается ВМТ поздним (УОЗ уменьшается), а сдвиг от ранним — ВМТ (УОЗ увеличивается). Чем выше вращения частота коленвала, тем более ранним быть должен угол опережения зажигания (УОЗ).

зажигания Момент является наиболее важным показателем в двигателя работе. Ведь от него зависят такие как праметры экономичность мотора, максимальная мощность, а содержание также вредных веществ в выхлопных газах. В моторах впрысковых система самостоятельно рассчитывает угол зажигания опережения в зависимости от работы мотора в определенный УОЗ. период определяется на основании скорости вращения режима, коленвала работы мотора и нагрузки на двигатель. На этих основании данных и трехмерной функции, система двигателем управления (СУД) подбирает оптимальный УОЗ.

двигателя Детонация

Детонация двигателя возникает при степени высокой сжатия двигателя. Она носит опасный очень характер для двигателя. Детонация самопроизвольного из-за бывает сгорания топливовоздушной смеси в камере Детонация. сгорания свидетельствует о том, что момент очень зажигания ранний. Вследствие детонационного горения могут топлива пострадать детали двигателя из-за повышенной давления и температуры паров. В первую очередь страдают прокладка, поршни головки цилиндров и головка в зоне Детонация. клапанов может приводить к капитальному ремонту Детонационное.

двигателя горения можно возникать при вариантах двух:

1. Детонация при высоких оборотах Она. двигателя возникает при большой нагрузки на повышенных и двигатель (близким к критическим) оборотов коленчатого Детонация.

2. вала, возникающая при разгоне. Она как слышна металлический звон (или как бывалые говорят «стучат пальчики»). Она бывает повышенной при нагрузке, но при малых оборотах Именно. мотора она считается как самая детонация опасная, т.к. ее вовсе не слышно из-за повышенного шума повышенных на мотора оборотах.

Следует помнить, что горение детонационное может возникнуть из-за конструкции двигателя, а дрянного от «также» топлива.
Вот и вся Система инжекторного зажигания двигателя