Инжекторная система подачи (впрыска) топлива бензиновых и дизельных двигателей: что такое джетроник



Система впрыска L-Jetronic (рис. 1) – это управляемая электроникой система многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива. Была разработана в конце 70-х годов прошлого столетия, как более технологичная и безотказная альтернатива механической системе K-Jetronic. Сокращеное словосочетание происходит от немецкого “Luftmasse” – воздушная масса

Главные отличия системы L-Jetronic от системы K-Jetronic следующие:

• отсутствие дозатора-распределителя и регулятора управляющего давления;
• электромагнитное управление пусковой и рабочими форсунками;
• наличие электронного блока управления (ЭБУ).

Поскольку отсутствует дозатор-распределитель, существенно изменена конструкция расходомера воздуха.

В системах L-Jetronic примерно в 2 раза меньше давление топлива в системе и возможно отсутствие накопителя (гидроаккумулятора) бензина.

Система впрыска L-Jetronic является более совершенной в сравнении с системой K-Jetronic, повышающая экономичность двигателя, снижающая токсичность отработавших газов, улучшающая динамику автомобиля.

Каждый цилиндр двигателя имеет свою форсунку с электромагнитным управлением, впрыскивающую топливо во впускной коллектор перед впускным клапаном.

Впрыск согласован с частотой вращения коленчатого вала двигателя, информация о которой передается в электронный блок управления от контакта прерывателя (системы зажигания с контактным управлением), от клеммы «1» катушки зажигания или клеммы «16» коммутатора (для бесконтактных систем зажигания).

Система впрыска L-Jetronic работает следующим образом. Топливный электронасос 5 забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением 0,25 МПа через фильтр тонкой очистки 6 к распределительной магистрали 4, соединенной шлангами с рабочими форсунками 3 цилиндров двигателя.

Установленный с торца распределительной магистрали 4 регулятор 2 осуществляет слив излишнего топлива в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.

Количество впрыскиваемого топлива определяется электронным блоком управления 12 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого в цилиндры воздуха, измеряемый расходомером воздуха.

Поступающий воздушный поток, преодолевая натяжение пружины, отклоняет напорную измерительную заслонку расходомера воздуха на определенный угол, который преобразуется в электрическое напряжение посредством потенциометра.

Соответствующий электрический сигнал передается на блок электронного управления, который определяет необходимое количество топлива в данный момент работы двигателя и выдает на электромагнитные клапаны рабочих форсунок импульсы времени подачи топлива.

Независимо от положения впускных клапанов форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя (за цикл или за два такта). Если впускной клапан в момент впрыска закрыт, топливо накапливается перед клапаном и поступает в цилиндр при его следующем открытии одновременно с воздухом.

Клапан добавочного воздуха 19, установленный в воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, подводит к двигателю добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения коленчатого вала.

Для ускорения прогрева используют повышенную частоту вращения на холостом ходу (более 1000 об/мин).

Для облегчения пуска холодного двигателя применяется электромагнитная пусковая форсунка 21, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости посредством термореле 9.

Величина необходимой в данный момент времени дозы топлива вычисляется электронным блоком управления в зависимости от массы всасываемого воздуха (объем, температура, давление), температуры двигателя и режима его работы.

Объем проходящего воздуха полностью определяется положением дроссельной заслонки (нагрузкой двигателя).

Объем (масса) воздуха измеряется расходомером, который не учитывает только воздух, проходящий через дополнительный канал и используемый для регулирования содержания оксида углерода в отработавших газах. О тепловом режиме двигателя дает информацию датчик температуры охлаждающей жидкости.

Информацию о нагрузочном режиме двигателя в блок электронного управления сообщает выключатель положения дроссельной заслонки (сигналы «Холостой ход», «Частичная нагрузка» и «Полная нагрузка»).

Если дроссельная заслонка закрыта, двигатель работает на холостом ходу, контакты, соответствующие закрытому положению дроссельной заслонки замкнуты и в ЭБУ поступает соответствующий сигнал («Холостой ход»). ЭБУ подает команду корректирующую количество впрыскиваемого форсунками топлива.

Если дроссельная заслонка полностью открыта, что соответствует работе двигателя при полной загрузке, контакты размыкаются, и в электронный блок поступает соответствующая информация, которую последний использует для управления подачей форсунок.

Сигнал о частичной нагрузке при неполном открытии дроссельной заслонки формируется посредством потенциометра.

В системе L-Jetronic учитывается, что плотность холодного воздуха выше плотности теплого. Чем выше температура засасываемого воздуха, тем хуже наполнение цилиндров двигателя при постоянном положении дроссельной заслонки.

Температура поступающего воздуха изменяется не только с изменением температуры окружающей среды, но и с изменением температуры в подкапотном пространстве. Нормальная температура в подкапотном пространстве примерно 50 ˚С.

Информация о температуре воздуха поступает от датчика, встроенного в расходомер воздуха, в электронный блок управления (ЭБУ), определяющий дозу впрыскиваемого электромагнитными форсунками топлива.

На некоторых автомобилях устанавливают, кроме того, высотный корректор, который информирует электронный блок управления о наружном атмосферном давлении. Бόльшую часть времени двигатель работает в режиме частичных нагрузок, поэтому программа, заложенная в ЭБУ, обеспечивает минимально возможный расход топлива при допустимой концентрации вредных веществ в отработавших газах.

Обогащение смеси происходит при холодном пуске, прогреве, холостом ходе, ускорении движения, полной нагрузке.

На всех перечисленных режимах, кроме режима полной нагрузки излишек топлива необходим для устойчивой работы двигателя: при холодном пуске – для большего количества легкоиспаряющихся фракций; при холостом ходе – для увеличения наполнения цилиндров в связи с большим количеством остаточных газов.
При полной нагрузке излишек топлива необходим для охлаждения двигателя за счет испарения части бензина.

Канал расходомера воздуха является дополнительным элементом в системе холостого хода L-Jetronic. В канале установлен винт качества (состава) смеси или регулирования оксида углерода. Назначение дополнительных (обводных) каналов дроссельной заслонки L-Jetronic такое же, как и в системах K-Jetronic.

В режиме принудительного холостого хода дроссельная заслонка закрыта и в блок управления идет сигнал «Холостой ход». Если при этом частота вращения коленчатого вала двигателя выше так называемой восстанавливаемой частоты вращения, впрыск топлива прекращается (по аналогии с работой экономайзера принудительного холостого хода карбюраторных двигателей).

Соответственно уменьшаются расход топлива и выброс вредных веществ с отработавшими газами.

Восстанавливаемая частота вращение (при которой вновь начинается впрыск топлива) обычно лежит в пределах 1200…17000 об/мин.

Расходомер воздуха системы L-Jetronic работает следующим образом. Воздушный поток действует на измерительную заслонку прямоугольной формы. Заслонка закреплена на оси в специальном канале, который с помощью потенциометра преобразует поворот заслонки в напряжение, пропорциональное расходу воздуха.

Потенциометр представляет собой, как правило, цепочку сопротивлений, включенных параллельно контактной дорожке. Действие воздушного потока на измерительную заслонку уравновешивается пружиной.

Для гашения колебаний, вызванных пульсациями воздушного потока и динамическими воздействиями, характерными для автомобиля, особенно на плохих дорогах, в расходомере имеется демпфер со специальной пластиной.

Пластина выполнена как единое целое с измерительной заслонкой. Резкие перемещения измерительной заслонки становятся невозможными из-за действии на пластину усилия воздуха, сжимаемого в демпферной камере.

На входе в расходомер встроен датчик температуры поступающего воздуха, а в верхней части расходомера расположен обводной канал с винтом качества (состава) смеси.

Модернизации системы L-Jetronic

Система впрыска L-Jetronic пережила несколько модернизаций и оказалась работоспособной вплоть до уровня экологических требований EURO-III включительно.
Тем не менее, постепенно она была заменена более совершенными системами впрыска, в том числе работающими на основе информации от датчиков массового расхода воздуха.

Первой модернизацией системы L-Jetronic является система впрыска LE-Jetronic (LE-J), в которой изменена в основном электрическая схема электронного блока управления, при этом число контактов в разъеме сокращено с 35 до 25.

Система LE-2J отличается от системы LE-J улучшенной системой пуска и сокращенной подачей топлива.

Система LE-3J работает на основе цифрового кода и с электронным блоком, объединенным с расходомером воздуха.

Система LE-4J отличается от системы LE-3J отсутствием пусковой форсунки, термореле и клапана добавочного воздуха.

Система LH-Jetronic отличается от системы LE-Jetronic главным образом измерителем расхода воздуха и также представляет собой систему прерывистого впрыска топлива низкого давления, в которой электронный блок управления (цифровая микроЭВМ) приводит соотношения воздуха и топлива в соответствие с нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала двигателя.

Система центрального впрыска M-Jetronic

Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Электронный впрыск топлива – как он работает?

Работоспособность любого транспортного средства, в первую очередь, обеспечивается исправной работой его «сердца» – двигателя. В свою очередь, составляющей частью стабильной деятельности этого «органа» есть слаженная работа системы впрыска, с помощь которой подается необходимое для работы топливо.

На сегодняшний день, благодаря множеству преимуществ, она полностью вытеснила карбюраторную систему.

Главным положительным моментом ее использования является наличие «умной электроники», обеспечивающей точную дозировку топливовоздушной смеси, что повышает мощность транспортного средства и существенно увеличивает топливную экономичность.

К тому же, электронная система впрыска в значительно большей степени помогает придерживаться строгих экологических норм, вопрос соблюдения которых, в последнее время, приобретает все большей актуальности. Учитывая вышесказанное, выбор темы данной статьи более чем уместен, так, что давайте рассмотрим принцип работы этой системы более детально.

1. Принцип работы электронного впрыска топлива

Электронная (или более известный вариант названия «инжекторная») система подачи топлива может устанавливаться на автомобили как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями. Однако, конструкция механизма в каждом из этих случаев, будет иметь существенные различия. Все топливные системы можно разделить за такими классификационными признаками:

– за способом подачи топлива выделяют прерывистую и непрерывную подачу;

– за типом дозирующих систем различают распределители, форсунки, регуляторы давления, плунжерные насосы;

– за способом управления количеством подаваемой горючей смеси – механические, пневматические и электронные;

– за основными параметрами регулировки состава смеси – разряжение во впускной системе, при угле поворота дроссельной заслонки и расходе воздуха.

Система впрыска топлива современных бензиновых двигателей имеет либо электронное, либо механическое управление.

Естественно, более совершенным вариантом является электронная система, так как она в значительно лучшей степени может обеспечить экономию топлива, сокращение уровня выброса вредных токсичных веществ, увеличение мощности мотора, улучшение общей динамики машины и облегчение «холодного пуска».

Первой, полностью электронной системой, стал продукт, выпущенный американской компанией Bendix в 1950 году.

Спустя 17 лет, аналогичное устройство создала и компания Bosch, после чего оно было установлено на одну из моделей Volkswagen.

Именно это событие положило начало массовому распространению системы электронного управления впрыском топлива (EFI – Electronic Fuel Injection), при чем не только на спортивных автомобилях, но и на транспортных средствах класса «люкс».

Полностью электронная система использует для своей работы инжекторы (топливные форсунки), вся деятельность которых базируется на электромагнитном действии.

В определенные моменты рабочего цикла двигателя, они открываются и остаются в таком положении на протяжении всего времени, необходимого для подачи того или иного количества топлива.

Тоесть, время открытого состояния – прямо пропорционально требуемому количеству бензина.

Среди полностью электронных систем впрыска топлива, выделяют следующие два типы, отличающиеся в основном только способом измерения воздушного потока: систему с непрямым измерением воздушного давления и с прямым измерением воздушного потока.

Такие системы, для определения уровня разрежения в коллекторе, используют соответствующий датчик (MAP — manifold absolute pressure).

Его сигналы направляются на электронный модуль (блок) управления, где учитывая аналогичные сигналы поступающие с других датчиков, перерабатываются и перенаправляются на электромагнитную форсунку (инжектор), что и вызывает ее открытие на нужное для поступление воздуха время.

Хорошим представителем системы с датчиком давления есть система Bosch D-Jetronic (литера «D» – давление). Работа системы впрыска с электронным управлением базируется на некоторых особенностях.

Сейчас мы опишем отдельные из них, характерные для стандартного типа такой системы (EFI).

Начнем с того, что она может быть подразделена на три подсистемы: первая -отвечает за подачу топлива, вторая – за всасывание воздуха, ну а третья является электронной системой управления.

Структурными частями системы подачи топлива есть топливной бак, топливный насос, топливный фильтр, подающий топливопровод (направляющий от распределителя для топлива), топливную форсунку, регулятор давления топлива и обратный топливопровод.

Принцип действия системы следующий: с помощью электрического топливного насоса (размещается внутри или рядом с топливным баком), бензин выходит из бака и подается в форсунку, а все загрязнения отфильтровываются с помощью мощного встроенного топливного фильтра.

Та часть топлива, которая не была направлена через форсунку во всасывающий трубопровод, возвращается в бак через обратный топливопривод. Поддержание постоянного давления топлива обеспечивает специальный регулятор, отвечающий за стабильность этого процесса.

Система всасывания воздуха состоит из дроссельного клапана, всасывающего коллектора, очистителя воздуха, впускного клапана и воздухозаборной камеры.

Принцип ее действия такой: при открытом дроссельном клапане, воздушные потоки проходят через очиститель, затем через расходометр воздуха (им оборудуются системы типа L), дроссельный клапан и качественно настроенный впускной патрубок, после чего попадают во впускной клапан.

Функция направления воздуха в двигатель требует наличия привода. По ходу открытия клапана дросселя, в цилиндры мотора попадает значительно большее количество воздуха.

В некоторых силовых агрегатах применяются два разных способа измерения объема входящих воздушных потоков.

Так, например, при использовании системы EFI (тип D), воздушный поток измеряют при помощи проведения мониторинга давления во всасывающем коллекторе, тоесть косвенно, в то время как аналогичная система, но уже типа L делает это напрямую, используя специальное устройство – расходометр воздуха.

В состав электронной системы управления входят следующие виды датчиков: двигателя, электронного управляющего блока (ECU), устройства топливной форсунки и соответствующей проводки. С помощью указанного блока, путем мониторинга датчиков силового агрегата определяется точное количество подаваемого форсунке топлива.

Что бы подавать в мотор воздух/топливо в соответствующих пропорциях, блок управления запускает работу форсунок на конкретный период времени, которые именуют «шириной импульса впрыска» или «продолжительностью впрыска».

Если описывать основной режим работы системы электронного впрыска топлива, с учетом уже названных подсистем, то он будет иметь следующий вид.

Попадая в силовой агрегат через систему всасывания воздуха, воздушные потоки измеряются с помощью расходометра. Когда воздух оказывается в цилиндре, происходит его смешивание с топливом, в чем не последнюю роль играет работа топливных форсунок (расположенных за каждым впускным клапаном всасывающего коллектора).

Эти детали являются своеобразными электроклапанами, которые управляются электронным блоком (ECU). Он посылает на форсунку определенные импульсы, используя для этого включение и выключение цепи ее заземления. Когда она включена, происходит открытие и топливо распыляется на заднюю часть стенки впускного клапана.

При попадании в подающийся снаружи воздух, оно смешивается с ним и испаряется благодаря низкому давлению всасывающего коллектора.

Сигналы, посылаемые электронным блоком управления, обеспечивают такой уровень подачи топлива, который будет достаточным для достижения идеального соотношения пропорций воздух/топливо (14,7:1), называемого еще стехиометрией. Именно ECU, исходя из измеренного объема воздуха и оборотов мотора, определяет основной объем впрыска.

В зависимости от условий эксплуатации двигателя, этот показатель может изменяться.

Блок управления отслеживает такие сменные величины как скорость двигателя, температура тосола (охлаждающей жидкости),содержания кислорода в выхлопных газах и угол расположения дросселя, в соответствии с чем производит корректировку впрыска, определяющую окончательный объем впрыскиваемого топлива.

Безусловно, система питания с электронным дозированием топлива, превосходит карбюраторное питание бензиновых двигателей, поэтому нет ничего удивительного в ее широкой популярности.

Системы впрыска бензина, из-за наличия огромного числа электронных и подвижных прецизионных элементов, являются более сложными механизмами, поэтому, требуют высокого уровня ответственности в подходе к вопросу обслуживания.

Существование системы впрыска дает возможность более точно распределить топливо по цилиндрам мотора.

Это стало возможным, благодаря отсутствию дополнительного сопротивления воздушному потоку, которое на впуске создавали карбюратор и дифузоры.

Соответственно, повышения коэффициента наполнения цилиндров напрямую влияет на увеличения уровня мощности двигателя. Давайте же сейчас рассмотрим более детально все положительные моменты использования системы электронного впрыска топлива.

2. Плюсы и минусы электронного впрыска топлива

К положительным моментам стоит отнести:

Возможность более равномерного распределения топливо-воздушной смеси. Каждый цилиндр имеет собственную форсунку, подающую топливо непосредственно на впускной клапан, что позволяет избежать необходимости подачи через всасывающий коллектор. Это способствует улучшению его распределения между цилиндрами.

Высокоточность контролирования пропорций воздуха и топлива, в независимости от эксплуатационных условий двигателя.

С помощью стандартной электронной системы, в двигатель поступает точная пропорция топлива и воздуха, что значительно улучшает дорожные качества транспортного средства, топливную экономичность и контроль за выхлопными газами. Улучшение работоспособности дросселя.

Благодаря подачи топлива непосредственно на заднюю стенку впускного клапана, можно оптимизировать работу всасывающего коллектора, повысив тем самым скорость движения воздушного потока через впускной клапан. За счет таких действий улучшается крутящий момент и рабочая эффективность дросселя.

Повышение топливной экономичности и улучшение контроля токсичности выхлопных газов.

В двигателях, оснащенных системой EFI, обогащение топливной смеси при холодном запуске и широко открытой дроссельной заслонке, поддается сокращению, так как смешивание топлива не является проблематичным действием. За счет этого, появляется возможность экономии топлива и улучшения контроля за выхлопными газами.

Улучшение эксплуатационных качеств холодного двигателя (в том числе и пусковых). Возможность впрыска топлива сразу на впускной клапан, в сочетании с улучшенной формулой распыления, соответственно повышает пусковые и эксплуатационные возможност холодного мотора.

Упрощение механики и снижение чувствительности к регулировке. При холодном старте или измерении топлива, система EFI не зависит от регулировки обогащения топливной смеси.

А поскольку, с механической точки зрения, она отличается простотой, то и требования к ее техническому обслуживанию снижены.

Однако, ни один механизм не может обладать исключительно положительными качествами, поэтому, в сравнении с теми же карбюраторными двигателями, моторы с электронной системой впрыска топлива имеют некоторые недостатки.

К основным из них относят: высокую стоимость; практически полную невозможность ремонтных действий; высокие требования к составу топлива; сильную зависимость от источников электропитания и необходимость постоянного наличия напряжения (более современный вариант, который контролируется электроникой).

Также, в случае поломки, не получится обойтись без специализированного оборудования и высококвалифицированного персонала, что выражается в слишком дорогостоящем обслуживании.

3. Диагностика причин неисправностей системы электронного впрыска топлива

Возникновение неполадок в системе впрыска – не такое уж и редкое явление.

Особенно актуальным этот вопрос есть для владельцев старых моделей автомобилей, которым не раз приходилось сталкиваться как с обычным засорением форсунок, так и с более серьезными проблемами по части электроники.

Причин неисправностей, часто возникающих в данной системе, может быть очень много, однако наиболее распространенными среди них есть следующие:

– дефекты («брак») конструктивных элементов;

– граничный срок службы деталей;

– систематическое нарушение правил эксплуатации автомобиля (использование низкокачественного топлива, загрязнения системы и т.д.);

– внешние отрицательные воздействия на конструктивные элементы (попадание влаги, механические повреждения, окисление контактов и др.)

Наиболее надежным способом их определения является компьютерная диагностика. Этот вид диагностической процедуры основывается на автоматическом фиксировании отклонений параметров системы от установленных значений нормы (режим самодиагностики).

Обнаруженные ошибки (несоответствия) остаются в памяти электронного блока управления в виде так называемых «кодов неисправностей».

Для проведения этого метода исследования, к диагностическому разъему блока подключают специальное устройство (персональный компьютер с программой и кабелем или сканер), задача которого считать все имеющиеся коды неисправностей.

Однако, учтите – кроме специального оборудования, точность результатов проведенной компьютерной диагностики, будет зависеть от знаний и навыков человека который ее проводил. Поэтому, доверять процедуру следует только квалифицированным сотрудникам специальных сервисных центров.

В компьютерную проверку электронных составляющих системы впрыска входит:

– диагностика топливного давления;

– проверка всех механизмов и узлов системы зажигания (модуля, высоковольтных проводов, свечей);

– проверка герметичности впускного коллектора;

– состава топливной смеси; оценка токсичности отработанных газов по шкалах СН и СО);

– диагностика сигналов каждого датчика (используется метод эталонных осцилограмм);

– проверка цилиндрической компрессии; контроль отметок положения ремня ГРМ и много других функций, которые зависят от модели машины и возможностей самого диагностического аппарата.

Проведение указанной процедуры необходимо если Вы хотите узнать имеются ли неисправности в системе электронной подачи (впрыска) топлива и если есть, то какие.

Электронный блок EFI (компьютер) «помнит» все неисправности лишь пока система подключена к аккумуляторной батареи, если клемму отсоединить – вся информация исчезнет.

Так будет, ровно до того момента, пока водитель вновь не включит зажигание и компьютер наново не проверит работоспособность всей системы.

На некоторых автомобилях, оборудованных системой электронной подачи топлива (EFI), под капотом имеется коробочка, на крышке которой Вы сможете заметить надпись “DIAGNOSIS”. К ней еще подведен довольно толстый жгут разных проводов.

Если коробочку открыть, то с внутренней стороны крышки будет видна маркировка выводов. Возьмите любой провод и с его помощью замкните выводы “Е1” и “ТЕ1”, после чего сядьте за руль, включите зажигание и наблюдайте за реакцией лампочки “CHECK” (на ней изображен двигатель).

Обратите внимание! Кондиционер обязательно должен быть в выключенном состоянии.

Как только Вы повернете ключ в замке зажигания, указанная лампочка начнет мигать.

Если она «моргнет» 11 раз (или больше), через равный промежуток времени, это будет значить, что в памяти бортового компьютера нет информации и с поездкой на полную диагностику системы (в частности и электронного впрыска топлива) можно повременить. Если вспышки будут хоть как-то отличаться – значит стоит обратиться к специалистам.

Такой способ «домашней» мини-диагностики доступен не всем владельцам транспортным средств (в основном только иномарок), но тем у кого есть такой разъем, в этом плане повезло.

Подписывайтесь на наши ленты в , и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

Системы впрыска дизельных двигателей

Концептуально двигатели внутреннего сгорания – бензиновые и дизельные практически идентичны, но существует между ними ряд отличительных особенностей. Одной из основных является разное протекание процессов горения в цилиндрах.

У дизеля топливо загорается от воздействия высоких температур и давления. Но для этого необходимо, чтобы дизтопливо подавалось непосредственно в камеры сгорания не только в строго определенный момент, но еще и под высоким давлением.

И это обеспечивают системы впрыска дизельных двигателей.

Постоянное ужесточение экологических норм, попытки получить больший выход мощности при меньших затратах топлива обеспечивают появление все новых конструктивных решений в топливной системе дизеля.

Принцип работы у всех существующих видов впрыска дизеля идентичен. Основными элементами питания являются топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунка.

В задачу первой составляющей входит нагнетание дизтоплива, благодаря чему давление в системе значительно повышается.

Форсунка же обеспечивает подачу топлива (в сжатом состоянии) в камеры сгорания, при этом распыляя его для обеспечения лучшего смесеобразования.

Стоит отметить, что давление топлива напрямую влияет на качество сгорания смеси. Чем оно выше, тем дизтопливо лучше сгорает, обеспечивая больший выход мощности и меньшее содержание загрязняющих веществ в отработанных газах.

И для получения более высоких показателей давления использовали самые разные конструктивные решения, что и привело к появлению разных видов систем питания дизеля. Причем все изменения касались исключительно указанных двух элементов – ТНВД и форсунок.

Остальные же составляющие – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы, по сути, идентичны во всех имеющихся видах.

Типы дизельных систем питания

Дизельные силовые установки могут быть оснащены системой впрыска:

• с рядным насосом высокого давления;
• с насосами распределительного типа;
• с насос-форсунками;
• аккумуляторного типа (Common Rail).

Далее рассмотрим лишь некоторые особенности, которыми обладают указанные системы впрыска дизельных двигателей, а также их положительные и отрицательные качества.

С рядным насосом

Система питания с рядным ТНВД можно считать «родителем» всех остальных, поскольку она является первой, используемой на дизельных моторах. Но сейчас она уже считается устаревшей и практически не используется.

Рядный ТНВД на 8 форсунок

Изначально эта система была полностью механической, но после в ее конструкции начали использоваться электромеханические элементы (касается регуляторов изменения цикловой подачи дизтоплива).

Основная особенность этой системы заключена в насосе. В нем плунжерные пары (прецизионные элементы, создающие давление) обслуживали каждый свою форсунку (количество их соответствовало количеству форсунок). Причем эти пары размещались в ряд, отсюда и название.

К достоинствам системы с рядным насосом можно отнести:

• Надежность конструкции. Насос имел систему смазки, что обеспечивало узлу большой ресурс;
• Невысокая чувствительность к чистоте топлива;
• Сравнительная простота и высокая ремонтопригодность;
• Большой ресурс насоса;
• Возможность работы мотора при отказе одной секции или форсунки.

Но недостатки у такой системы более существенны, что и привело к постепенному отказу от нее и отданию предпочтения более современным. Негативными сторонами такого впрыска считаются:

• Невысокие быстродействие и точность дозировки топлива. Механическая конструкция просто не способна это обеспечить;
• Сравнительно невысокое создаваемое давление;
• В задачу ТНВД входит не только создание давления топлива, но еще и регулировка цикловой подачи и момент впрыска;
• Создаваемое давление напрямую зависит от оборотов коленчатого вала;
• Большие габариты и масса насоса.

Эти недостатки, и в первую очередь – невысокое создаваемое давление, привело к отказу от этой системы, поскольку она просто перестала вписываться в стандарты по экологичности.

С насосом распределенного типа

ТНВД распределенного впрыска стала следующим этапом в развитии систем питания дизельных агрегатов.

Изначально такая система была тоже механической и отличалась от описанной выше лишь конструкцией насоса. Но со временем в ее устройство добавили систему электронного управления, которая улучшила процесс регулировки впрыска, что позитивно сказалось на показателях экономичности мотора. Определенный период такая система вписывалась в стандарты экологичности.

Особенность этого типа впрыска сводилась к тому, что конструкторы отказались от использования многосекционной конструкции насоса.

В ТНВД начала использоваться всего одна плунжерная пара, обслуживающая все имеющиеся форсунки, количество которых варьируется от 2 до 6.

Для обеспечения подачи топлива на все форсунки, плунжер совершает не только поступательные движения, но еще и вращательные, которые и обеспечивают распределение дизтоплива.

ТНВД с насосом распределенного типа

Позже эта система добавилась новым типом насоса – роторным, у которого устанавливаются несколько плунжеров, но распределенная подача осталась. Это позволило увеличить создаваемое насосом давление.

К положительным качествам таких систем относились:

• Малые габаритные размеры и масса насоса;
• Лучшие показатели по топливной экономичности;
• Использование электронного управления повысило показатели системы.

К недостаткам же системы с насосом распределенного типа относятся:

• Небольшой ресурс плунжерной пары;
• Смазка составных элементов осуществляется топливом;
• Многофункциональность насоса (помимо создания давления он еще управляется подачей и моментом впрыска);
• При отказе насоса система прекращала работать;
• Чувствительность к завоздушиванию;
• Зависимость давления от оборотов двигателя.

Широкое распространение такой тип впрыска получил на легковых авто и небольшом коммерческом транспорте.

Насос-форсунки

Насос-форсунки можно считать отдельной веткой в дизельных системах питания, поскольку в конструкции ТНВД как таковой не используется.

Особенность этой системы заключена в том, что форсунка и плунжерная пара объединены в единую конструкцию. Привод секции этого топливного узла осуществляется от распределительного вала.

Примечательно, что такая система может быть как полностью механической (управление впрыском осуществляется рейкой и регуляторами), так и электронной (используются электромагнитные клапаны).

Некой разновидностью этого типа впрыска является использование индивидуальных насосов. То есть для каждой форсунки предусматривается своя секция, приводимая в действие от распределительного вала.

Секция может располагаться непосредственно в ГБЦ или быть вынесенной в отдельный корпус. В такой конструкции используются обычные гидравлические форсунки (то есть, система механическая).

В отличие от впрыска с ТНВД, магистрали высокого давления – очень короткие, что позволило значительно увеличить давление. Но такая конструкция особого распространения не получила.

К положительным качествам насос-форсунок питания можно отнести:

• Значительные показатели создаваемого давления (самые высокие среди всех используемых типов впрыска);
• Небольшая металлоемкость конструкции;
• Точность дозировки и реализации многократного впрыска (в форсунках с электромагнитными клапанами);
• Возможность работы двигателя при отказе одной из форсунок;
• Замена поврежденного элемента не сложная.

Но имеются в таком типе впрыска и недостатки, среди которых:

• Неремонтопригодность насос-форсунок (при поломке требуется их замена);
• Высокая чувствительность к качеству топлива;
• Создаваемое давление зависит от оборотов двигателя.

Насос-форсунки получили широкое распространение на коммерческом и грузовом транспорте, а также эту технологию использовали некоторые производители легковых авто. Сейчас она не очень часто используется из-за высокой стоимости обслуживания.

Common Rail

Аккумуляторная система (Common Rail) пока является самой совершенной в плане экономичности. Также она полностью вписывается в последние стандарты экологичности. К дополнительным «плюсам» можно отнести ее применяемость на любых дизельных двигателях, начиная от легковых авто и заканчивая морскими судами.

Система впрыска Common Rail

Особенность ее заключена в том, что многофункциональность ТНВД не требуется, и в его задачу входит только нагнетание давления, причем не для каждой форсунки отдельно, а общую магистраль (топливную рампу), а уже от нее дизтопливо подается на форсунки.

При этом топливные трубопроводы, между насосом, рампой и форсунками имеют сравнительно небольшую длину, что позволило повысить создаваемое давление.

Управление работой в этой системе осуществляется электронным блоком, что значительно увеличило точность дозировки и скорость работы системы.

Положительные качества Common Rail:

• Высокая точность дозировки и использование многорежимного впрыска;
• Надежность ТНВД;
• Нет зависимости значения давления от оборотов мотора.

Негативные же качества у этой системы такие:

• Чувствительность к качеству топлива;
• Сложная конструкция форсунок;
• Отказ системы при малейших потерях давления из-за разгерметизации;
• Сложность конструкции из-за наличия ряда дополнительных элементов.

Несмотря на эти недостатки автопроизводители все больше отдают предпочтение Common Rail перед другими видами систем впрыска.

Система впрыска топлива K-Jetronic: неисправности системы

K-Jetronic представляет собой устройство, осуществляющее стабильный впрыск топлива, которое основано на принципе дозаторного управления подачей в непрерывном цикле.

Изначально она являлась механическим агрегатом, обеспечивающее непрерывный впрыск.

Одним из главных компонентов этой СВТ является механический расходомер, благодаря которому и осуществляется регулирование количества поступающего топлива в двигатель.

Первые модели подобных систем впрыска были разработаны еще вначале 1970 годах и применялись не на всех типах машин. Она была разработана на основе дизельных систем впрыска топлива компаниями Bosch и Kugelfischer.

Система представляет собой довольно сложное механическое устройство, которое требует высококвалифицированных специалистов и дорогих запчастей, поэтому устанавливались только на автомобилях, выпускаемых мелкими сериями.

Системы впрыска топлива различаются по типу двигателей. Рассмотрим самую распространенную на тот момент от немецкой компании Bosch, устанавливаемую на двигатели без каталитического нейтрализатора. Она представляет собой электромеханический агрегат, который состоит из множества сложных компонентов.

Принцип действия системы впрыска топлива

Воздух поступает из окружающей среды в воздушный фильтр, там он очищается от пыли и мелкого мусора. После очистки он поступает в механический воздушный расходомер. Он посредством давления поступающего воздуха осуществляет регулирование качество смеси и ее дозировку.

Далее, очищенный воздух поступает на заслонку дросселя, которая открывается посредством педали газа, акселератором. Затем во впускные каналы для разбрызгивания приготовленной смеси.

Топливо же проходит следующий путь. Из бака нагнетается насосом с давлением не менее 1,5 бар. Затем бензин поступает в аккумулятор давления, где оно сохраняется при изменении силы насоса.

Потом, проходя через фильтр, поступает на дозатор, который уже отрегулирован потоком воздуха посредством корректора. А потом по отдельным каналам топливо поступает к форсункам.

Дроссельная заслонка отвечает за количество топлива, поступающее в цилиндры.

Весь объем воздуха, попадающий в двигатель, измеряется специальным устройством, которое называется расходомер воздуха. Он вместе с дозатором представляет собой единый функциональный блок, который называется регулятором состава топливной смеси. В нем же находится распределительный диск, называемый ротаметр.

Он отклоняется под действием воздушного потока, идущего через входной патрубок. Диск имеет механическую связь посредством системы рычагов с распределительным золотником. Он, перемещаясь вверх под действием рычагов, пропускает некоторое количество бензина, которое поступает через дифференциальные клапаны в форсунки.

Они уже непосредственно подают приготовленную смесь в цилиндры. Так как температура окружающей среды бывает разная, а условия работы системы постоянно меняются в зависимости от нее, то в kjetronic применяется специальное устройство, называемое регулятором управляющего давления.

Для регулирования оборотов двигателя на холостом ходу используется клапан, шунтирующий дроссельную заслонку. Кроме того, для стабильного запуска мотора применяется дополнительная форсунка, которая управляется дополнительным термореле. Продолжительность ее открытого состояния зависит от температуры двигателя.

При запуске мотора топливо одновременно подается во все части системы и сходится в золотнике, на верхний торец которого действует сила, поднимающая его. Именно здесь установлен механизм, который обеспечивает это регулирование.

На автомобилях с двигателями, оснащенными трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами выхлопных газов, устройство впрыска оснащается рядом дополнительных устройств:

Кроме добавления всего перечисленного, были внесены изменения в устройство регулятора качества смеси. А вся система при этом стала управляться электроникой.

Возможные неисправности

Так как устройство инжекторов является весьма сложным, то и вероятность поломок и преждевременного износа также очень высока. Поэтому уместно будет рассмотреть самые часто встречаемые неисправности системы kjetronic.

Нет пуска двигателя на холодную или он осуществляется нестабильно

Система впрыска K-Jetronic

При таком виде сбоя в системе впрыска может быть не один неисправный элемент, потому как в запуске двигателя участвуют практически все компоненты и модули устройства.

А так как kjetronic представляет собой самую сложную из всего семейства, то для его обслуживания понадобится помощь высококвалифицированных специалистов. Кроме того, без специального оборудования также не обойтись.

Итак, при плохом старте двигателя в холодном состоянии необходимо пройти по следующему пути поиска неисправности:

• система питания двигателя;
• регулятор давления;
• регулятор управляющего давления;
• форсунка впрыска топлива;
• пусковая форсунка;
• датчик температуры охлаждающей жидкости;
• проверка затяжки форсунок;
• устройство регулирование дроссельной заслонки.

Проверка всей системы питания на целостность и уровень давления

При устранении любого вида поломок, связанных с запуском, сначала необходимо проверить именно систему питания двигателя. Она состоит из бака, топливопровода, насоса, аккумулятора давления, фильтра.

При поломке любого из этих компонентов существует вероятность отсутствия первоначального старта или плохого запуска двигателя. На первых этапах ремонта необходимо определить наличие топлива в системе.

Это можно осуществить, сняв патрубок с выходного штуцера аккумулятора, а если имеется встроенный датчик давления топлива, то проверить его показания.

Вообще, при любом ремонте системы впрыска топлива k-jetronic требуется сначала производить измерение всех давлений во всевозможных компонентах устройства, а также проверка их герметичности. Итак, если же топлива в системе не, то, скорее всего, неисправен насос.

Если же бензин в аккумуляторе имеется, но уровень давления не требуемый, то следует проверить герметичность всей системы и состояние фильтра.

Его требуется производить регулярную замену, потому что бумага очень быстро забивается мелкими частицами грязи, находящейся в самом топливе в баке.

Для проверки герметичности всей системы прибегают к временному повышению давления. Для этого понадобится манометр с вентилем и шланги со штуцерами. Его следует установить в разрыв системы нижних камер дифференциальных клапанов и до форсунок.

Далее, запустите двигатель, если это возможно, а по истечении 30 мин заглушите его и проверьте давление, которое должно составлять не меньше 2,5 кг/см2. В случае заниженных показаний следует проверить реле перегрузок и сам регулятор давления.

Если же двигатель не заводится, то следует принудительно включить топливный насос, для этого необходимо замкнуть накоротко силовые контакты его реле. Манометр должен быть подключен в разрыв системы перед регулятором.

Показания его должны находиться в пределах 5,3 – 5,7 кг/см2. Если оно ниже и система герметична, то следует проверить сам трубопровод на предмет загрязнения, а затем проверить фильтр, аккумулятор и насос.

Все эти компоненты неразборные, поэтому производится только их замена.

K-jetronic c дозатором-распределителем

Двигатель не стабильно работает или повторно не запускается

При возникновении подобной проблемы следует произвести проверку давления управления при динамическом режиме.

Если мотор теплый, то дождитесь полного остывания или можно отсоединить провода от датчика температуры и вставить в него резистор с сопротивлением 2,4 кОм.

Манометр должен находиться в разрыве системы питания после нижних камер дифференциальных клапанов и перед штуцером регулятора давления управления. Затем необходимо запустить двигатель и довести частоту оборотов до 2500.

Показания на датчике должно находится в пределах 0,3 – 0,45 кг/см2.

Если показания манометра не сходятся с приведенными выше, то необходимо произвести следующее:

• проверить исправность расходомера;
• измерить величину тока электрогидравлического регулятора, если таковой имеется. В противном случае производится диагностика механического;
• убедиться в исправности блока управления в версиях KE.

При любом типе неисправности kjetronic, связанном с пуском двигателя, необходимо производить комплексную проверку всех составляющих. Потому что компонентов достаточно много и неправильное функционирование любого из них может приводить к недолжной работе или отсутствию запуска. Отличия при запуске на холодную и на горячую заключаются в использовании пусковой форсунки.

Проверка дозатора-распределителя

Двигатель должен быть теплым. Далее, от дозатора следует отсоединить топливопровод и подсоединить шланг, второй конец которого необходимо поместить в мерную емкость.

И принудительно включите насос, замкнув контакты. Объем топлива в колбе должен составлять не менее и не более 130 – 150 см3 за 1 мин работы.

Если он меньше, то следует заменить дозатор, иначе регулятор, а затем проверить дозатор еще раз.

Если неисправность не найдена, то следует произвести проверку пусковой форсунки, уровень обогащения смеси, датчика температуры системы охлаждения, электрические элементы управления и пр.

Была ли Вам данная статья полезной?

Системы впрыска топлива авто, назначение, виды систем впрыска для бензиновых и дизельных двигателей. Какие бывают системы впрыска топлива. Системы впрыска дизельных и бензиновых двигателей

На сегодняшний день системы впрыска активно применяются на бензиновых и дизельных ДВС. Стоит отметить, что для каждой вариации мотора подобная система будет в существенной мере отличаться. Об этом далее в статье.

Система впрыска, назначение, чем отличается система впрыска бензинового двигателя от системы впрыска дизеля

Основное назначение системы впрыска (другое название — инжекторная система) — обеспечение своевременной подачи горючего в рабочие цилиндры мотора.

В бензиновых моторах процесс впрыска поддерживает образование воздушнотопливной смеси, после чего осуществляется ее воспламенение с помощью искры. В дизельных моторах подача горючего производится под высоким давлением — одна часть горючей смеси соединяется со сжатым воздухом и практически мгновенно самовоспламеняется.

Система впрыска бензина, устройство систем впрыска топлива бензиновых двигателей

Система впрыска топлива — составная часть топливной системы ТС. Основной рабочий орган любой системы впрыска — форсунка.

Зависимо от метода образования воздушнотопливной смеси существуют системы непосредственного впрыска, распределенного впрыска и центрального впрыска.

Системы распределенного и центрального впрыска — системы предварительного впрыска, то есть впрыск в них осуществляется во впускном коллекторе, не доходя до камеры сгорания.

Системы впрыска бензиновых моторов могут иметь электронное либо механическое управление. Самым совершенным считается электронное управление впрыском, которое обеспечивает существенную экономию горючего и снижение вредных выбросов в атмосферу.

Впрыск горючего в системе осуществляется импульсно (дискретно) или непрерывно. С точки зрения экономии перспективным считается импульсный впрыск горючего, используемый всеми современными системами.

В моторе система впрыска, как правило, соединена с системой зажигания и создает объединенную систему зажигания и впрыска (к примеру, системы Fenix, Motronic). Система управления мотором обеспечивает согласованную работу систем.

Системы впрыска бензиновых двигателей, типы систем впрыска топлива, достоинства и недостатки каждого вида систем впрыска бензиновых двигателей

На бензиновых моторах применяются такие системы подачи горючего — непосредственный впрыск, комбинированный впрыск, распределенный впрыск (многоточечный), центральный впрыск (моновпрыск).

Центральный впрыск. Подача горючего в данной системе производится посредством топливной форсунки, расположенной во впускном коллекторе. А так как форсунка всего одна, эту систему называют еще моновпрыском.

На сегодняшний день системы центрального впрыска утратили свою актуальность, поэтому они и не предусмотрены в новых моделях авто, однако в некоторых старых ТС их все же можно встретить.

Преимущества моновпрыска — надежность и простота применения. К минусам данной системы можно отнести высокий расход горючего и низкий уровень экологичности мотора. Распределенный впрыск. В системе многоточечного впрыска предусмотрена отдельная подача топлива на каждый цилиндр, который оборудован индивидуальной топливной форсункой. ТВС, при этом, возникает лишь во впускном коллекторе.

На сегодняшний день большинство бензиновых моторов оборудовано системой распределенной подачи горючего. Преимущества подобной системы — оптимальный расход горючего, высокая экологичность, оптимальные потребности к качеству потребляемого горючего.

Непосредственный впрыск. Одна из самых прогрессивных и совершенных систем впрыска. Принцип действия данной системы основывается на прямой (непосредственной) подаче горючего в камеру сгорания.

Система непосредственной подачи горючего дает возможность получать качественный состав топлива на всех этапах эксплуатации мотора, чтобы улучшить процесс сгорания ТВС, увеличить рабочую мощность мотора и снизить уровень отработанных газов.

Недостатки данной системы впрыска — довольно сложная конструкция и большие требования к качеству горючего.

Комбинированный впрыск. В системе данного типа объединяются две системы — распределенный и непосредственный впрыск. Как правило, она применяется, чтобы уменьшить выбросы токсичных компонентов и отработанных газов, с помощью чего можно достигнуть высоких показателей экологичности мотора.

Системы впрыска дизельных двигателей, виды систем, достоинства и недостатки каждого вида систем впрыска дизельного топлива

На современных дизельных моторах используются следующие системы впрыска — система Common Rail, система насос-форсунки, система с распределительным или рядным топливным насосом высокого давления (ТНВД).

Самыми востребованными и прогрессивными считаются насос-форсунки и Common Rail. ТНВД — центральный компонент любой топливной системы дизельного мотора.
Подача топливной смеси в дизельных моторах может производиться в предварительную камеру или прямо в камеру сгорания.

В настоящее время отдается предпочтение системе непосредственного впрыска, отличающейся повышенным уровнем шума и менее плавной работой мотора в сравнении с подачей в предварительную камеру, однако при этом обеспечивается более важный показатель — экономичность.

Система насос-форсунки. Данная система используется для подачи, а также впрыска горючей смеси под большим давлением насос-форсунками. Ключевая особенность данной системы — в одном устройстве объединены две функции — впрыск и создание давления.

Конструктивный недостаток данной системы — насос оборудован постоянным приводом от распределительного вала мотора (не отключаемый), который способен привести к быстрому износу системы. В результате этого изготовители все чаще отдают предпочтение системам Common Rail.

Аккумуляторный впрыск (Common Rail). Более совершенная конструкция подачи горючей смеси для множества дизельных моторов. В такой системе горючее подается от рампы к топливным форсункам, которая еще называется аккумулятором высокого давления, в результате чего у системы образовалось еще одно название — аккумуляторный впрыск.

Система Common Rail предусматривает проведение следующих этапов впрыска — предварительного, главного и дополнительного. Это дает возможность уменьшить вибрации и шум мотора, сделать процедуру самовоспламенения горючего более эффективной, уменьшить вредные выбросы.

Выводы

Чтобы управлять системами впрыска на дизелях предусматривается наличие электронных и механических устройств. Механические системы дают возможность контролировать рабочее давление, момент и объем впрыска горючего. В электронных системах предусмотрено более эффективное управление дизельными моторами в целом.