Sistem oskrbe z gorivom. Sistemi za vbrizgavanje, opis in načelo delovanja

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:24

Sistem za oskrbo z gorivom je potreben za oskrbo z gorivom iz rezervoarja za plin, njegovo nadaljnjo filtracijo, pa tudi za tvorbo zmesi kisika in goriva z njenim prenosom v cilindre motorja. Trenutno obstaja več vrst sistemov za gorivo. Najpogostejši v 20. stoletju je bil uplinjač, danes pa je sistem vbrizgavanja vse bolj priljubljen. Obstajal je tudi tretji - z enim vbrizgom, ki je bil dober le zato, ker je nekoliko zmanjšal porabo goriva. Oglejmo si podrobneje sistem vbrizgavanja in razumemo njegovo načelo delovanja.

Splošne določbe

Večina sodobnih sistemov za gorivo motorjev je podobnih. Razlika je lahko le v fazi mešanja. Sistem za gorivo vključuje naslednje komponente:

1. Rezervoar za gorivo je kompakten izdelek, ki ima črpalko in filter za čiščenje mehanskih delcev. Glavni namen je shranjevanje goriva.
2. Cevi za gorivo tvorijo kompleks cevi in cevi za premikanje goriva iz rezervoarja v mešalni sistem.
3. Napravanastajanje mešanice. V našem primeru bomo govorili o injektorju. Ta enota je zasnovana tako, da pridobi emulzijo (zmes zraka in goriva) in jo dovaja v jeklenke pravočasno z motorjem.
4. Nadzorna enota za sistem tvorbe mešanice. Vgrajen je samo na motorje z vbrizgavanjem, kar je posledica potrebe po nadzoru senzorjev, injektorjev in ventilov.
5. Črpalka za gorivo. V večini primerov se uporablja potopna možnost. Gre za elektromotor majhne moči, ki je povezan s črpalko za tekočino. Mazanje se izvaja z gorivom, dolgotrajna uporaba vozila z manj kot 5 litri goriva pa lahko privede do okvare elektromotorja.

Skratka, injektor je točkovni dovod goriva skozi šobo. Elektronski signal prihaja iz krmilne enote. Kljub dejstvu, da ima injektor številne pomembne prednosti pred uplinjačem, se že dolgo ni uporabljal. To je bilo posledica tehnične zapletenosti izdelka, pa tudi nizke vzdržljivosti delov, ki so odpovedali. Trenutno so sistemi točkovnega vbrizgavanja praktično zamenjali uplinjač. Oglejmo si podrobneje, zakaj je injektor tako dober in kakšne so njegove lastnosti.

Lastnosti opreme za gorivo

Avto je že od nekdaj predmet pozornosti okoljevarstvenikov. Izpušni plini se sproščajo neposredno v ozračje, kar je polno onesnaženja. Diagnostika sistema za gorivo je pokazala, da se količina emisij z nepravilnim tvorjenjem mešanice znatno poveča. Iz tega preprostega razloga je bilo odločenonamestite katalizator. Vendar je ta naprava pokazala dobre rezultate le s kakovostno emulzijo, v primeru kakršnih koli odstopanj pa je njena učinkovitost občutno padla. Odločeno je bilo, da se uplinjač zamenja z natančnejšim sistemom vbrizgavanja, ki je bil injektor. Prve možnosti so vključevale veliko število mehanskih komponent in po raziskavah se je tak sistem z uporabo vozila postopoma poslabšal. To je bilo povsem naravno, saj so se pomembne komponente in delovni deli umazali in odpovedali.

Da bi se sistem vbrizgavanja lahko sam popravil, je bila ustvarjena elektronska krmilna enota (ECU). To je skupaj z vgrajeno Lamba sondo, ki se nahaja pred katalizatorjem, dalo dobre rezultate. Lahko rečemo, da so cene goriva danes precej visoke, injektor pa je dober samo zato, ker prihrani bencin ali dizel. Poleg tega obstajajo še naslednji plusi:

1. Povečana zmogljivost motorja. Zlasti povečana moč za 5-10%.
2. Izboljšajte dinamično zmogljivost vozila. Injektor je bolj občutljiv na spremembe obremenitve in sam prilagaja sestavo emulzije.
3. Optimalna mešanica goriva in zraka zmanjša količino in strupenost izpušnih plinov.
4. Sistem vbrizgavanja se enostavno zažene ne glede na vremenske razmere, kar je pomembna prednost pred motorji z uplinjačem.

Sistem za vbrizgavanje goriva in njegova naprava

Najprej je treba omeniti dejstvo, da so sodobni motorji za vbrizgavanje opremljeni s šobami, katerih število je enako številu valjev. Med seboj so šobe povezane z rampo. Tam se gorivo nahaja pod rahlim pritiskom, ustvarja pa ga električna naprava - bencinska črpalka. Količina vbrizganega goriva je neposredno odvisna od trajanja odpiranja šobe, ki ga določi krmilna enota. Za to so indikatorji vzeti iz različnih senzorjev, ki so nameščeni po celotnem vozilu. Zdaj bomo upoštevali glavne:

1. Senzor pretoka zraka. Služi za določanje polnosti jeklenk z zrakom. V primeru okvare se odčitki prezrejo, za glavne kazalce pa se vzamejo tabelarni podatki.
2. Senzor položaja dušilke odraža obremenitev motorja, ki je posledica položaja dušilne lopute, kroženja zraka in vrtljajev motorja.
3. Temperaturni senzor hladilnega sredstva. S pomočjo tega krmilnika se izvaja krmiljenje električnega ventilatorja in korekcija dovoda goriva ter vžiga. V primeru okvare takojšnja diagnostika sistema za gorivo ni potrebna. Temperatura se meri glede na trajanje motorja z notranjim zgorevanjem.
4. Senzor položaja ročične gredi (ročične gredi) je potreben za sinhronizacijo sistema kot celote. Krmilnik izračuna ne samo hitrost motorja, temveč tudi njegov položaj v določenem trenutku. Ker gre za polarni senzor, če odpove, nadaljnje delovanje vozila ni možno.
5. Senzorkisik je potreben za določitev odstotka kisika v plinih, izpuščenih v ozračje. Informacije iz tega krmilnika se prenašajo v ECU, ki glede na odčitke popravi emulzijo.

Vredno je biti pozoren na dejstvo, da niso vsa vozila z injektorjem opremljena s senzorjem kisika. Imajo jih samo tisti avtomobili, ki so opremljeni s katalizatorjem s standardi toksičnosti Euro-2 in Euro-3.

Vrste injekcijskih sistemov: enotočkovno vbrizgavanje

Trenutno se vsi sistemi aktivno uporabljajo. Razvrščeni so glede na število šob in kraj dovoda goriva. Skupno so trije sistemi vbrizgavanja:

• enojna točka (enojna injekcija);
• večtočkovna (distribucija);
• takoj.

Najprej si oglejmo sisteme enotočkovnega vbrizgavanja. Nastali so takoj za uplinjačimi in so veljali za naprednejše, zdaj pa zaradi številnih razlogov postopoma izgubljajo svojo priljubljenost. Obstaja več nespornih prednosti takšnih sistemov. Glavni so znatni prihranki goriva. Glede na to, da so cene goriva danes precej visoke, je tak injektor aktualen. Zanimivo je, da ta sistem vsebuje nekoliko manj elektronike, zato je bolj zanesljiv in stabilen. Ko se informacije iz senzorjev prenesejo na krmilni element, se parametri vbrizgavanja takoj spremenijo. Zelo zanimivo je, da je skoraj vsak motor z uplinjačem mogoče pretvoriti v enotočkovni vbrizg brez pomembnegastrukturne spremembe. Glavna pomanjkljivost takšnih sistemov je nizek odziv plina motorja z notranjim zgorevanjem, pa tudi odlaganje znatne količine goriva na stene zbiralnika, čeprav je bila ta težava prisotna tudi pri modelih uplinjača.

Ker je v tem primeru samo ena šoba, se nahaja na sesalnem kolektorju namesto uplinjača. Ker je bila šoba na dobrem mestu in je bila nenehno pod curkom hladnega zraka, je bila njena zanesljivost na najvišji ravni, dizajn pa izjemno preprost. Izpiranje sistema za gorivo z enotočkovnim vbrizgom ni vzelo veliko časa, saj je bilo dovolj, da izpihnemo samo eno šobo, vendar so povečane okoljske zahteve privedle do razvoja drugih, modernejših sistemov.

sistemi za večtočkovno vbrizgavanje

Distribuirano vbrizgavanje velja za sodobnejše, zapleteno in manj zanesljivo. V tem primeru je vsak cilinder opremljen z izolirano šobo, ki se nahaja v sesalnem razdelilniku v neposredni bližini sesnega ventila. Zato se dobava emulzije izvaja ločeno. Kot je navedeno zgoraj, se lahko s takšnim vbrizgavanjem moč motorja z notranjim zgorevanjem poveča na 5-10%, kar bo opazno pri vožnji po cesti. Še ena zanimiva točka: ta sistem za vbrizgavanje goriva je dober, ker se šoba nahaja zelo blizu sesalne ventila. To zmanjša kopičenje goriva na stenah razdelilnika, kar ima za posledico znatne prihranke goriva.

Obstaja več vrstvečtočkovno vbrizgavanje:

1. Sočasno - vse šobe se odprejo hkrati.
2. Pair-parallel - odpiranje šob v parih. En injektor se odpre pri sesalnem gibu, drugi pa pred taktom izpušnih plinov. Trenutno se tak sistem uporablja le v času zasilnega zagona motorja z notranjim zgorevanjem v primeru izpada faze (senzor položaja ročične gredi).
3. Postopno - vsaka šoba je krmiljena ločeno in se odpre pred sesalnim hodom.

V tem primeru je sistem precej zapleten in se v celoti zanaša na natančnost elektronike. Na primer, izpiranje sistema za gorivo bo trajalo veliko dlje, saj je treba izprati vsak injektor. Zdaj pa pojdimo naprej in si oglejmo še eno priljubljeno vrsto injekcije.

neposredno vbrizgavanje

Vbrizgalne avtomobile s takšnimi sistemi lahko štejemo za najbolj okolju prijazne. Glavni cilj uvedbe tega načina vbrizgavanja je izboljšati kakovost mešanice goriva in nekoliko povečati učinkovitost motorja vozila. Glavne prednosti te rešitve so naslednje:

• previdno atomizacijo emulzije;
• tvorba visokokakovostne mešanice;
• učinkovita uporaba emulzije na različnih stopnjah delovanja ICE.

Na podlagi teh prednosti lahko rečemo, da takšni sistemi varčujejo z gorivom. To je še posebej opazno pri tihi vožnji v mestnih območjih. Če primerjamo dva avtomobila z enako velikostjo motorja, vendar različnimi sistemi vbrizgavanja, na primer direktni in večtočkovni, potem opaznonajboljša dinamična zmogljivost bo v neposrednem sistemu. Izpušni plini so manj strupeni, odvzeta prostornina litra pa bo nekoliko večja zaradi zračnega hlajenja in dejstva, da se tlak v sistemu za gorivo nekoliko poveča.

Vendar bodite pozorni na občutljivost sistemov neposrednega vbrizgavanja na kakovost goriva. Če upoštevamo standarde Rusije in Ukrajine, potem vsebnost žvepla ne sme presegati 500 mg na 1 liter goriva. Hkrati evropski standardi nakazujejo, da je vsebnost tega elementa 150, 50 in celo 10 mg na liter bencina ali dizla.

Če na kratko razmislimo o tem sistemu, je videti takole: šobe se nahajajo v glavi cilindra. Na podlagi tega se vbrizgavanje izvaja neposredno v jeklenke. Omeniti velja, da je ta sistem vbrizgavanja primeren za številne bencinske motorje. Kot je navedeno zgoraj, se v sistemu za gorivo uporablja visok tlak, pod katerim se emulzija dovaja neposredno v zgorevalno komoro, mimo sesalne cevi.

Sistem za vbrizgavanje goriva: vitek tek

Nekoliko višje smo preučili neposredno vbrizgavanje, ki je bilo prvič uporabljeno pri avtomobilih Mitsubishi, ki so imeli okrajšavo GDI. Oglejmo si na hitro enega od glavnih načinov – tek na pusto mešanico. Njegovo bistvo je v tem, da vozilo v tem primeru deluje pri majhnih obremenitvah in zmernih hitrostih do 120 kilometrov na uro. Vbrizgavanje goriva se izvaja z gorilnikomkončna faza stiskanja. Odbijeno od bata, se gorivo zmeša z zrakom in vstopi v območje svečke. Izkazalo se je, da je mešanica v komori znatno izčrpana, vendar se njen naboj na območju svečke lahko šteje za optimalno. To je dovolj, da se vžge, nakar se vžge tudi preostanek emulzije. Pravzaprav tak sistem vbrizgavanja goriva zagotavlja normalno delovanje motorja z notranjim zgorevanjem tudi pri razmerju zrak/gorivo 40: 1.

To je zelo učinkovit pristop, ki prihrani veliko goriva. Vendar je vredno biti pozoren na dejstvo, da je vprašanje nevtralizacije izpušnih plinov postalo akutno. Dejstvo je, da je katalizator neučinkovit, saj nastaja dušikov oksid. V tem primeru se uporablja recirkulacija izpušnih plinov. Poseben sistem ERG vam omogoča redčenje emulzije z izpušnimi plini. To nekoliko zniža temperaturo zgorevanja in nevtralizira nastanek oksidov. Vendar pa vam ta pristop ne bo omogočil povečanja obremenitve motorja. Za delno rešitev težave se uporablja katalizator za shranjevanje. Slednji je izjemno občutljiv na goriva z visoko vsebnostjo žvepla. Zaradi tega je potreben redni pregled sistema za gorivo.

Homogeno mešanje in 2-stopenjsko delovanje

Power Mode (Homogeno mešanje) - idealen za agresivno vožnjo v mestnih območjih, prehitevanje, pa tudi vožnjo po avtocestah in avtocestah. V tem primeru se uporablja stožčasti gorilnik, ki je manj ekonomičen od prejšnje različice. Injekcijase izvaja na sesalni takti, nastala emulzija pa ima običajno razmerje 14,7:1, torej blizu stehiometričnega. Pravzaprav je ta samodejni sistem oskrbe z gorivom popolnoma enak distribucijskemu.

Dvostopenjski način vključuje vbrizgavanje goriva pri kompresijskem gibu in tudi zagon. Glavna naloga je močno povečanje motorja. Osupljiv primer učinkovitega delovanja takšnega sistema je gibanje pri nizkih hitrostih in oster pritisk na plin. V tem primeru se verjetnost detonacije znatno poveča. Iz tega preprostega razloga namesto v eni fazi vbrizgavanje poteka v dveh.

V prvi stopnji se na sesalni gib vbrizga majhna količina goriva. To vam omogoča, da nekoliko znižate temperaturo zraka v jeklenki. Lahko rečemo, da bo cilinder vseboval ekstra pusto mešanico v razmerju 60: 1, zato je detonacija kot taka nemogoča. Na zadnji stopnji kompresijskega takta se vbrizga curek goriva, ki pripelje emulzijo do bogate v razmerju približno 12:1. Danes lahko rečemo, da je bil tak sistem goriva motorja uveden le za vozila evropskega trga. To je posledica dejstva, da visoke hitrosti niso značilne za Japonsko, zato na motorju ni velikih obremenitev. V Evropi je veliko avtocest in avtocest, zato so vozniki navajeni hitre vožnje, to pa je velika obremenitev motorja z notranjim zgorevanjem.

Še nekaj zanimivega

Vredno je biti pozoren na dejstvo, da za razliko od sistemov uplinjača vbrizgavanje zahteva redno preverjanje sistema za gorivo. To je posledica dejstva, da lahko veliko število zapletene elektronike odpove. Posledično bo to povzročilo neželene posledice. Na primer, presežek zraka v sistemu za gorivo bo povzročil kršitev sestave emulzije in napačnega razmerja mešanice. V prihodnosti to vpliva na motor, pojavlja se nestabilno delovanje, odpovedujejo krmilniki itd. Pravzaprav je injektor kompleksen sistem, ki določa, kdaj je treba v valje vnesti iskro, kako dostaviti visokokakovostno mešanico v blok cilindrov ali sesalni razdelilnik, kdaj odpreti injektorje in kakšno razmerje zraka in bencina naj bo v emulziji. Vsi ti dejavniki vplivajo na sinhronizirano delovanje sistema za gorivo. Zanimivo je, da brez večine krmilnikov lahko stroj deluje pravilno brez bistvenih odstopanj, saj obstajajo zapisi in tabele za nujne primere, ki bodo uporabljeni.

Učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem je v našem primeru odvisna od tega, kako točni bodo podatki, ki jih prejmemo od krmilnikov. Bolj natančni so, manj je možnih različnih okvar sistema za gorivo. Pomembno vlogo igra tudi hitrost celotnega sistema. Za razliko od uplinjača ročna nastavitev tukaj ni potrebna, kar odpravlja napake med kalibracijskim delom. Posledično bomo dobili popolnejše zgorevanje mešanice in boljši sistem z vidika ekologije.

Sklep

Za zaključek je vredno povedati nekaj o pomanjkljivostih, ki so značilne za sisteme vbrizgavanja. Glavna pomanjkljivost so visoki stroški motorjev z notranjim zgorevanjem. Avtorna splošno bodo stroški takšnih enot višji za približno 15%, kar je pomembno. Obstajajo pa tudi druge slabosti. Na primer, okvarjenega ventila sistema za gorivo v večini primerov ni mogoče popraviti zaradi puščanja, zato ga morate le zamenjati. To velja tudi za vzdržljivost opreme na splošno. Nekatere komponente in dele je veliko lažje kupiti nove kot porabiti denar za njihovo popravilo. Ta kakovost ni značilna za vozila z uplinjačem, kjer lahko razvrstite vse pomembne komponente in obnovite njihovo delovanje, ne da bi porabili veliko časa in truda. Brez dvoma se elektronski sistem oskrbe z gorivom popravlja z velikim trudom in sredstvi. Sofisticirane elektronike verjetno ne bodo popravili na prvem razpoložljivem servisu.

No, z vami smo se pogovarjali o tem, kaj so sistemi za vbrizgavanje. Kot lahko vidite, je to zelo zanimiva tema za pogovor. O tem, kakšne so dobre šobe in zmožnost takojšnjega prilagajanja motorja, lahko govorite veliko več. Toda o glavnih točkah smo že govorili. Ne pozabite, da je treba sistem za gorivo bencinskega motorja redno pregledovati glede morebitnih okvar. Na primer, zaradi nizke kakovosti goriva, ki je pravzaprav lastna naši državi, se šobe pogosto zamašijo. Zaradi tega začne motor delovati občasno, moč pade, mešanica postane preveč pusta ali obratno. Vse to zelo slabo vpliva na avto kot celoto, zato je potrebno stalno in redno spremljanje. Poleg tega poskušajte točiti samo bencin, ki ga priporoča proizvajalec vašega vozila.