Что такое инжекторный двигатель

Основные различия между системами

Предназначение обеих систем состоит в насыщении цилиндров горючей смесью. Система заранее определяет и подготавливает смесь к подаче в двигатель, неэффективное распределение топлива влияет на общий расход, окружающую среду. Что лучше карбюратор или инжектор, первый пользуется популярностью при отдаленных местностях от сервисов, так как поддаются настройке без специализированного инструмента. В чем разница инжектора и карбюратора, выясняется многими автовладельцами перед покупкой нового или поддержанного железного друга.

Все реже можно увидеть на рынке автомобили с моновпрыском, так как автомобильную промышленность заполонили силовые агрегаты с современной системой подачи топлива. Чем отличается инжектор от карбюратора, что количество бензина подается при точно дозированной форме при определенных нагрузках, что положительно влияет на расход. Инжектор или карбюратор имеют различия между собой и особенности, ставящие серьезный выбор перед будущим владельцем.

Инжекторная система

Использование инжекторной системы в автомобилях обусловлено немалым количеством достоинств.

Применяемый долгое время при производстве силовых агрегатов карбюратор, остающийся лучшим, заменился более современной конструкцией по ряду причин:

• Экономичность достигается за счет подачи бензина при необходимой дозировке, в зависимости от нагрузок и режима эксплуатации, чем отличается инжектор от карбюратора;
• Температура окружающей среды не зависит на запуск двигателя, ЭБУ контролирует количество подаваемой горючей смеси на холодном двигателе;
• Динамические показатели значительно выше, особенно на высоких оборотах.

Перед тем, как сделать выводы, что лучше на ваз 2109 инжектор, или карбюратор, стоит обратить внимание на некоторые сложности. Современная версия не требовательна к расходу бензина, имеет облегченный запуск при зимнем периоде. Однако, при длительной эксплуатации конструкция подвергается дорогостоящему ремонту, а то и заменой узлов

Однако, при длительной эксплуатации конструкция подвергается дорогостоящему ремонту, а то и заменой узлов.

Распространенные минусы и плюсы:

• Используемое топливо при работе узлов должно быть качеством выше, чем в карбюраторных, иначе форсунки забьются, автомобиль потеряет динамические свойства;
• Обслуживание и замена узлов происходит с помощью немалых финансовых затрат.

Карбюраторный тип подачи горючей смеси

Наиболее распространенной системой впрыска топлива, особенно на машинах, выпускаемых отечественным автопромом, является карбюраторный. Благодаря возможности ремонта своими руками в дали от автосервиса, следует вывод, что лучше выбрать карбюратор, или инжектор на ваз 21099.

Значительные плюсы и минусы данного типа подачи горючей смеси:

• Замена устройства комплексом, обойдется дешевле инжекторной системы, на стоимость поддержанного автомобиля это никак не влияет;
• Карб менее требователен к качеству бензина, своевременная замена топливного, воздушного фильтра дадут возможность долго проездить без технического обслуживания;
• Ремонт и регулировка не требуют компьютерных диагностик, произвести настройку можно в гараже своими руками.

Естественно, инжектор и карбюратор используется при разных средах, при повышенных нагрузках. У старомодных систем проявляются значительные минусы при эксплуатации, поэтому стоит взвесить все за и против, прежде чем сказать, что лучше карбюратор или инжектор.

Отрицательные стороны карбюраторов:

• Отличие, что запуск при морозе осуществляется только механическим способом, путем выдергивания подсоса из салона автомобиля;
• Расход топлива намного выше, так как горючая смесь подается равномерно при разных режимах работы;
• Малейшие, а так же большие сдвиги при настройке являются следствием нестабильной работы ДВС.

Подводя итоги в споре, что лучше карбюратор или инжектор, необходимо отметить, что каждая из разработок требует должного обслуживания при процессе эксплуатации. При тяжелых условиях следует проводить чистку узлов, замену фильтров чаще, чем описано в регламенте. Своевременное обслуживание придаст уверенности, надежности при эксплуатации автомобиля.

Устройство топливной системы двигателя и её назначение

Топливная система автомобиля — это система питания двигателя топливом. Главная функция топливной системы заключается в питании двигателя топливом. Кроме того, топливная система отвечает за хранение и очистку топлива. Рассмотрим устройство топливной системы двигателя. Элементами топливной системы автомобиля являются бак, топливоприводы, насос, устройства смесеобразования, инжекторы, фильтры.

• Бак. В нём хранится бензин либо дизель. Для забора топлива бак оснащается насосом.
• Насос. Устройство, непосредственно осуществляющее подачу топлива к карбюратору или форсункам (в зависимости от того, какой тип двигателя на авто установлен — карбюраторный или со впрыском топлива).
• Топливопроводы. Шланги, трубки, при помощи которых топливный насос высокого давления присоединяется к форсункам. Непосредственно участвуют в транспортировке топлива в устройство образования смеси. Топливопроводы играют две функции: и подводят топливо в бак, и, напротив, отводят излишки топлива. В связи с этим топливопроводы бывают подающими и сливными.
• Устройства смесеобразования (инжектор, карбюратор или моновпрыск) . В этих устройствах топливо соединяется с воздухом, в результате образуется эмульсия (в таком виде топливо и поступает в цилиндры двигателя).
• Датчики уровня топлива. Служат для определения уровня топлива в баке. Работают в «паре» с указателем уровня топливной смеси на приборной панели. Датчики бывают контактными и бесконтактыми. При работе с традиционным топливом (бензин, дизель) достаточно контактных датчиков. Бесконтактные датчики рекомендованы для агрессивных сред (если в качестве топлива используется биодизель, метанол, этанол).
• Инжекторные устройства. Электроника для координации и контроля работы форсунок, датчиков, клапанов осечки.
• Фильтры. Добавочные фильтры для грубой и тонкой очистки. В большинстве случаев (за исключением двигателей с прямым впрыском топлива) фильтры встроены в редукционный клапан (отвечает за регулировку рабочего давления в системе).
• Подогреватели топлива. Актуальны для дизелей. Необходимость установки подогревателей в этом случае обусловлена свойства самого дизельного топлива. При понижении температуры у него увеличивается уровень вязкости, что неблагоприятно сказывается на функционировании устройства.

Достоинства и недостатки инжектора

При сравнении карбюраторной системы с инжекторной, при втором варианте значительно удобнее эксплуатировать такой двигатель, но в то же время его гораздо труднее и дороже ремонтировать. Стандартная карбюраторная система – это механическое устройство, требующее своевременного обслуживания. Моторы с карбюраторами значительно больше коксуются, перерасходуют топливо, могут иметь проблемы с запуском в некомфортных условиях (холод), а также в их работе возможны перебои при повышенных температурах в летний период.

Рассматривая же инжекторные моторы, ключевыми достоинствами можно назвать их лёгких запуск, экономичность, а также стабильность работы при любых условиях по сравнению с карбюраторной системой. У инжекторной системы также гораздо лучше реакция при нажатии владельцем авто педали газа, система практически не подвержена коксованию и конечно же в инжекторной системе крайне редко заливаются свечи зажигания топливом. 

ИНЖЕКТОР

Электронная система подачи воздушно-топливной смеси. Появился гораздо позже и сейчас уже модернизировался несколько раз. Все механические части были заменены на электронные, также существует система управления (ЭБУ), которая базируется на различных датчиках

Сейчас различают три основных вида систем:

• МОНОВПРЫСК . Самый древний вид, пришел на смену карбюратора, по сути является им же, только с электронной составляющей. Распыляет бензин сразу в весь впускной коллектор. Уже не устанавливается на машины, ибо не входит по нормам экологии
• РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ впрыск . Здесь в каждую трубу установлен свой инжектор, который подает топливо только в свой цилиндр
• НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ впрыск . Здесь форсунки установлены в блок двигателя, в саму камеру сгорания.

Из чего состоит данная система:

• Бак. Также для хранения бензина
• Топливный насос. Обычно он погружается прямо в топливо. Его не нужно крепить на двигателе, потому как он электрический, ему не нужны приводы. Нужно отметить, что он создает давление около 3 атмосфер.
• Топливная магистраль. Также есть шланги и трубки
• Топливная рампа. К ней походят трубка или шланги от магистрали, а также зачастую вкручиваются сами инжектора.
• Инжектор. Система впрыска топлива в определенной пропорции. В системах с распределенным впрыском, располагаются на впускном коллекторе.
• Дроссельный узел (совмещен с воздушным фильтром). Подает воздух для смеси, в нем стоит заслонка, которая регулирует нужный объем воздуха. А вы в свою очередь регулируете все нажатием на педаль газа (зачастую электронную)

Конечно чтобы заставить работать инжекторный вариант нужно большое количество датчиков которые контролируют — подачу топлива, воздуха, скорость автомобиля, вращение коленчатого вала, положение дроссельной заслонки, температуру охлаждающей жидкости, детонации.

Может показаться, что система сложная, но это не так. Одним из основных датчиков является ДПКВ (датчик положения коленчатого вала). По его показаниям определяется цилиндр, время подачи топлива и искры.

Эта информация идет в ЭБУ и именно этот блок управления дает приказания насосу начинать нагонять давление топлива в магистрали после в рампе. То есть оно находится сзади инжектора. Далее воздух идет от дроссельного узла и при достижении инжектора, происходит открытие и воздух смешивается с бензином в нужной пропорции. После эта смесь засасывается цилиндром двигателя и сгорает внутри.

Инжекторный вариант имеет много преимуществ

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ:

• Стабильная работа двигателя
• Большая мощность
• Долговечность. Не нужно регулировать каждые 2-3 месяца
• Меньший расход топлива, до 30%
• Не зависит от перепада температур. Работает одинакового летом и зимой
• Меньше до 75% выбросов вредных веществ
• Нет переливов топлива при запуске. Можете крутить долго, пока позволит аккумулятор
• Нет вони бензина в салоне. Потому как очень точная дозировка

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ:

• Сложный ремонт и диагностика. Только при наличии специального оборудования. В лесу вы точно не сделаете
• Наличие большого количества датчиков
• Высокая стоимость узлов
• Сложно или вообще невозможно отремонтировать сломанный датчик или узел
• Требуется качественное топливо не менее 92 бензина, чтобы форсунки не забивались

Что я хочу сказать сейчас инжектор, особенно если у вас рядовая система MPI работает очень стабильно! Нет каких либо проблем, ни с форсунками, ни с топливным насосом, ни сдатчиками и прочим. Ходят по 100 – 200 000 без каких-либо серьезных проблем. Самое главное почистить форсунки раз в 150 000 км и заменить фильтр топливного насоса и катаемся дальше. Сейчас нет никакого смысла обратно ставить карбюратор, даже на НИВУ или УАЗ, даже для соревнований по грязи!

Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы

Чтобы разобраться в принципе работы инжекторного двигателя, сперва нужно понять его строение.

1. ЭБУ (электронный блок питания) – управляет работой всей системы инжекторного двигателя на основании полученных данных (из внешней среды и непосредственно от параметров работы двигателя). Содержит систему диагностики неисправности инжектора, передавая сигнал датчику «Check engine» на панели приборов.
2. Регулятор давления. В норме давление в форсунках должно быть постоянным, этот регулятор отвечает за постоянство этой величины.
3. Форсунки – непосредственно подают топливо в цилиндры (электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические).
4. Бензонасос – под давлением подает топливо в форсунки, что снижает риск образования воздушных пробок.
5. Датчики – необходимы для слаженной работы всей системы. В инжекторе установлено несколько видов:

• Датчик детонации – расположен в самих цилиндрах, при детонации по нему проходят вибрации. В виде свободного тока передает информацию на ЭБУ.
• ДПДЗ – реагирует увеличением датчика или его падением, при смене поворотного угла заслонки дросселя.
• Датчик фаз сообщается с блоком управления и с цилиндром. Благодаря этому, блок управления подает необходимое напряжение в цилиндр при зажигании, и совершает управление тактами.
• Датчик массового расхода воздуха состоит из двух платиновых нитей (первая свободно обдувается потоками воздуха, а вторая герметично изолирована). Блок управления подсчитывает температуру и массу воздуха, за счет разницы температуры и сопротивления на двух нитях.
• ДПКВ (положения коленчатого вала), или датчик Холла, позволяет определять положение коленчатого вала. Основной принцип работы в том, что зубчатое колесо, расположенное на валу двигателя, вращается вокруг магнита. При искажении магнитного поля датчик создает импульсы внутри катушки и передает их в блок управления. В соответствии с полученными импульсами ЭБУ определяет положение коленвала.

Все форсунки соединены в единую систему, которая называется топливной рампой. С помощью бензонасоса за счет излишнего давления внутри системы топливо подается в систему. После чего открывается клапан, и топливо из форсунки поступает в цилиндр (чем дольше открыт клапан, тем больше топлива подается и, соответственно, обороты будут выше). Количество поступающего топлива непосредственно зависит от количества воздуха, поступающего в цилиндр.

Благодаря ресурсам интернет-сети можно наглядно увидеть принцип работы инжекторного двигателя:

https://youtube.com/watch?v=XhSyHJkh4xg

Принцип работы инжектора

Как наиболее распространённый метод питания двигателей внутреннего сгорания, инжектор постепенно вытеснил карбюратор. Для впрыска здесь требуется более высокое давление топлива, чтобы прокачать его через форсунки, которые потом распыляют бензин. Распыление позволяет топливу рассеиваться в виде мелкого тумана, поэтому оно может объединяться с воздухом для сжигания, когда в смесь вводится источник тепла.

Схема двигателя с инжектором

Как работает инжектор

Для двигателей с электронным впрыском топлива топливный насос забирает горючее из бензобака. Затем топливо проходит через топливопроводы и перед тем, как рассеиваться в топливной рампе, фильтруется.

ECU контролирует ширину импульса или количество времени, в течение которого топливная форсунка остаётся открытой. Блок управления двигателем заземляет инжектор и замыкает цепь, посылая ток на соленоид. Магнитное поле, создаваемое соленоидом, управляет электромагнитом, прикреплённым к плунжеру, который открывает и закрывает клапан, что позволяет топливу рассеиваться и таким образом распыляться. Для того, чтобы ECU определил, сколько топлива нужно выпустить, он опирается на датчики, которые передают информацию, включая датчики напряжения, датчики массового расхода воздуха, датчики кислорода и датчики абсолютного давления в коллекторе.

Сильные и слабые стороны инжектора

Точное количество впрыскиваемого топлива и смешивание воздуха и топлива обеспечивает максимально возможную эффективность использования топлива и выработку энергии. В двигателе с инжектором процесс сгорания значительно эффективнее. Поэтому достигается оптимальная мощность, максимизируется экономия топлива и минимизируется уровень выбросов.

Учитывая состояние окружающей среды и условия езды, этот тип двигателя автоматически уравновешивает топливовоздушную смесь. Как и предыдущий вариант, он не требует настройки с учётом условий езды. Вибрация двигателя уменьшена, и проблема загрязнения свечи зажигания здесь сведена к минимуму. Нет проблем с холодным запуском, поэтому нет необходимости в ручном блокировании.

Чем отличается инжектор от карбюратора

В карбюраторе в ходе рабочего цикла формируется насыщенная воздушно-топливная смесь, которая необходима двигателю для работы. В двигатель при этом поступает равное количество смеси, вне зависимости от того, на скольких оборотах в конкретный момент работает «сердце» автомобиля. В связи с этим системой потребляется большое количество топлива и, следовательно, окружающая среда излишне загрязняется выхлопными газами.

При использовании инжекторных систем в двигатель подаётся обеднённая воздушно-топливная смесь в дозировке, рассчитанной центральным блоком управления. Точная дозировка позволяет существенно сократить расход, обеспечить экономию средств и снизить объём вредных выбросов в атмосферу.

Использование инжектора позволяет в современных проектах добиться увеличения мощностей двигателя до 10% и модернизировать динамические свойства машины. Инжектор не подвержен воздействию перепадов температур, он не замерзает в холодный осенне-зимний период и не перегревается в летнюю жару. Однако инжектор более «придирчив» к качеству горючего, чем карбюратор.

При этом стоит отметить, что «кормить» карбюратор низкокачественным топливом также не рекомендуется, чтобы избежать серьёзных проблем с ходовой частью. Он может быть неприхотлив в обслуживании, по сравнению с инжектором, но только при условии, что водитель заправляет авто исключительно качественным горючим. В суровых российских реалиях такие системы подвержены частым поломкам в результате использования бензина низкого качества. К плюсам в такой ситуации стоит отнести возможность самостоятельно провести ремонт и доступную стоимость запчастей для агрегата.

Инжектор, напротив, ломается реже и в целом более надёжен, но его ремонт представляет собой сложную процедуру. Провести диагностику без специального сервисного оборудования не представляется возможным, а замена узлов может потребовать серьёзных капиталовложений.

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

• ЭБУ (электронный блок управления),
• электрический бензонасос,
• топливная рампа и датчик давления топлива,
• электронные форсунки,
• впускной коллектор с дроссельной заслонкой,
• датчики: температуры ОЖ, детонации, расхода воздуха, положения дросселя, положения коленчатого вала, наличия кислорода в выпускном коллекторе.

Как вышеуказанные компоненты взаимодействуют между собой, на примере запуска двигателя: при повороте ключа в замке зажигания включается бортовая сеть, электробензонасос начинает подкачку топлива.

После следующего поворота срабатывает датчик положения коленвала, чтобы поджечь своевременно смесь. Топливо через рампу попадает в форсунки. Отношение топлива к воздуху, угол зажигания и момент подачи топлива определяется блоком управления, который основывается на данных датчиков температуры ОЖ, ДМРВ и ДПДЗ.

Во время работы инжекторного двигателя все датчики фиксируют изменения в двигателе, о чем постоянно сообщают блоку управления.

В программе блока управления «зашита» целая сетка, называемая топливной картой. Топливная карта позволяет корректировать смесь по следующим параметрам:

1. момент открытия форсунки;
2. время, при котором игла форсунки открыта;
3. количество топлива;
4. угол зажигания.

Под каждый режим работы (запуск, холостой ход, слабые нагрузки, средний режим, и режим максимальных оборотов) запрограммированы свои параметры, указанные выше. Это одно из главных отличий от карбюратора, так как имеется возможность широкой настройки топливной системы программируемым способом.

Принцип работы инжектора

Самый простой инжектор имеет в своей конструкции следующие элементы:

1. Электронный блок управления;
2. Бензонасос (электрический);
3. Форсунки;
4. Датчики;
5. Регуляторы давления.

Как видно, ничего слишком сложного в конструкции инжектора нет, по крайней мере, это касается его механической части. Если коротко, то работа инжекторной системы впрыска происходит следующим образом:

• Датчик расхода воздуха измеряет массу воздуха, поступающего в мотор.
• Далее эта информация передается в блок управления инжектора, вместе с другими данными (температура силового агрегата, скорость вращения коленвала, температура воздуха, скорость и степень открытия дроссельной заслонки, и другие параметры).
• Компьютер анализирует всю эту информацию и точно высчитывает то количество топлива (бензина, дизтоплива, газа), которое требуется для сжигания в поступившей массе воздуха.
• Далее происходит подача электрического разряда (определенной длительности) на форсунки инжектора, которые открываются, пропуская топливо из топливной магистрали во впускной коллектор.

Наиболее сложная часть всей инжекторной системы – это электронный блок управления (сокращенно – ЭБУ). Он представляет собой микрокомпьютер, производящий вычисления по программе, внесенной в его память. Программа составлена таким образом, что успевает анализировать все параметры работы двигателя и реагировать на изменение информации, полученной от внешних датчиков.

Именно поэтому для корректной работы инжектора крайне важны следующие два компонента: каталитический нейтрализатор отработанных газов и датчик кислорода (лямбда-зонд).

1. Каталитический нейтрализатор. Внешне он имеет сходство с сотами, которые покрыты специальным слоем. Его задача состоит в дожигании несгоревшего топлива, вылетающего из камеры сгорания вместе с выхлопными газами. Но он теряет эту способность в результате всего нескольких заправок этилированным бензином. Однако не только топливо может стать причиной неисправности. Часто нейтрализатор просто оплавляется в результате длительной езды на обогащенной смеси – соты попросту забиваются нагаром. Это происходит в результате поломки датчика кислорода или неисправностей в системе зажигания.
2. Датчик кислорода. Чаще всего автомобили оснащают циркониевыми датчиками, которые прогреваются до рабочей температуры (свыше 300 °С) и подают блоку управления информацию о состоянии смеси, ориентируясь на состав выхлопа. Если смесь слишком богатая или бедная – компьютер корректирует подачу топлива, соответственно увеличивая или уменьшая его количество.

Как вы могли убедиться, инжектор представляет собой весьма сложный механизм. Поэтому такие операции, как чистка инжектора или его ремонт, мы не рекомендуем проводить самостоятельно.

Чем отличается инжектор от карбюратора

В карбюраторе в ходе рабочего цикла формируется насыщенная воздушно-топливная смесь, которая необходима двигателю для работы. В двигатель при этом поступает равное количество смеси, вне зависимости от того, на скольких оборотах в конкретный момент работает «сердце» автомобиля. В связи с этим системой потребляется большое количество топлива и, следовательно, окружающая среда излишне загрязняется выхлопными газами.

При использовании инжекторных систем в двигатель подаётся обеднённая воздушно-топливная смесь в дозировке, рассчитанной центральным блоком управления. Точная дозировка позволяет существенно сократить расход, обеспечить экономию средств и снизить объём вредных выбросов в атмосферу.

Рекомендуем: Чистка карбюратора – выбор жидкости и промывка своими силами

Использование инжектора позволяет в современных проектах добиться увеличения мощностей двигателя до 10%!и модернизировать динамические свойства машины. Инжектор не подвержен воздействию перепадов температур, он не замерзает в холодный осенне-зимний период и не перегревается в летнюю жару. Однако инжектор более «придирчив» к качеству горючего, чем карбюратор.

Карбюраторный двигатель

При этом стоит о карбюратор низкокачественным топливом также не рекомендуется, чтобы избежать серьёзных проблем с ходовой частью. Он может быть неприхотлив в обслуживании, по сравнению с инжектором, но только при условии, что водитель заправляет авто исключительно качественным горючим. В суровых российских реалиях такие системы подвержены частым поломкам в результате использования бензина низкого качества. К плюсам в такой ситуации стоит отнести возможность самостоятельно провести ремонт и доступную стоимость запчастей для агрегата.

Инжектор, напротив, ломается реже и в целом более надёжен, но его ремонт представляет собой сложную процедуру. Провести диагностику без специального сервисного оборудования не представляется возможным, а замена узлов может потребовать серьёзных капиталовложений.

Рекомендуем: Принцип работы VNT-турбины