Инжекторный двигатель. Вся правда о том, как работает инжекторный двигатель (система впрыска топлива)

ЭБУ управляет дозировкой топливной смеси и своевременным поджогом ее в каждом цилиндре двигателя. Дозировкой топлива занимается инжектор. Зажигание обеспечивает поджиг топливной смеси.

Воздух необходимый для осуществления впрыска и поджога подается "естественным" путем. Мотор всегда самостоятельно всасывает нужный объем воздуха, но для снижения мощности двигателя, подаваемое количество воздуха в систему может быть больше необходимого и должно быть ограничено. Обычно двигатель не нуждается в постоянной максимальной мощности, поэтому большую часть времени работы мотора, подача воздуха,как правило, принудительно ограничивается. Если автомобиль оснащен турбиной - воздух принудительно нагнетается в двигатель, но сути это не меняет. Подача всегда будет такой, какая необходима для нормальной работы, а регулируется количество воздуха самим водителем при помощи педали.
Оптимальное количества воздуха, которое необходимо для полного сжигания подаваемого в цилиндр топлива, является соотношение
Если топливо подается больше этого соотношения "богаче" то увеличивается мощность ДВС, но при этом топливо не сгорает полностью, что ведет к его большому расходу.
Если топлива поступает меньше т.е.смесь "беднее" то происходит обратный процесс, который может привести к перегреву двигателя.

Из этого следует, что для того чтобы узнать требуемое количества топлива, нужно знать сколько воздуха поступает в двигатель.

Для измерения этого показателя используют ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА (ДМРВ). В википедии об этом устройстве можно прочитать следующее: "ДМРВ состоит из двух платиновых нитей, которые нагреваются при помощи электрического тока. Через одну нить проходит воздух, охлаждая её, вторая нить является контрольной. Количество поступаемого в двигатель воздуха вычисляется по тому, как изменяется ток проходящий через охлаждаемую воздухом платиновую нить."

Очень интересное и позновательное видео, рассказывающее для чего нужен осцилограф и мотор-тестер.

Для того, чтобы "МОЗГИ или ЭБУ" точно могли вычислить момент подачи топлива в двигатель для воспламенения смеси, на коленвале установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНВАЛА(ДПКВ).

Для получения еще большей информации о точном времени воспламенения, применяется еще один датчик, похожий на ДПКВ но установленный на распредвале и называется он ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДВАЛА(ДПРВ).

Это основные датчики необходимые для того, чтобы знать потребность в необходимом количестве топлива, а также момент в который совершать поджиг подаваемой смеси.

Теперь рассмотрим работу исполнительных механизмов этого процесса.

ИНЖЕКТОРЫ, или как их называют в простонародье, ФОРСУНКИ предназначены для подачи топлива в цилиндр. Форсунка это электромеханический клапан на который подведен топливопровод высокого давления и два электрических проводка. Подали напряжение на выводы - открылась форсунка, отключили ток - закрылась форсунка. Чем прододжительнее будет время открытия форсунки, тем большее количество топлива попадет в двигатель.

Естественно для поджога подаваемой в двигатель смеси применяется как и раньше свеча зажигания получая необходимый, увеличенный ток от катушки.

Для более точного измерения подаваемого в двигатель воздуха применяются также: ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ(ДТОЖ), замеряющий температуру двигателя.
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА, который идентичен ДТОЖ но замеряющий температуру поступающего в двигатель воздуха.

С помощью этих датчиков производится корректировка подачи топлива на холодном двигателе, для работы которого нужно больше топлива.

Для того, чтобы двигатель не глох а работал с отпущенной педалью газа(холостой ход), применяется специальный исполнительный механизм-регулятор холостого хода(РХХ). РХХ представляет собой шаговый двигатель, при помощи которого через специальный канал в двигатель, в обход дроссельной заслонки, которая перекрывает воздух при отпущенной педали- ПОДАЕТСЯ ВОЗДУХ. ЭБУ через РХХ открывает канал и не позволяет двигателю заглохнуть. Снизились обороты- клапан приоткрывается, повысились-клапан закрывается.

Для того, чтобы ЭБУ мог определить с каким усилием водитель давит на педаль газа, добиваясь определенной скорости, на узле ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ(ДПДЗ). Если взглянуть на него с технической точки зрения, то это всего-навсего потенциометр, работа которого заключается в измерении угла поворота оси дроссельной заслонки. ЭБУ узнает от ДПДЗ что нужно двигателю: увеличивать порцию подаваемого топлива или включить режим холостого хода.

Всех этих датчиков и исполнительных механизмов было бы достаточно, но экологи не дремлют и заставляют автопроизводителей с каждым годом повышать экологические нормы, лезут уже в глушителя автомобиля, требуя от производителя не только заявлять эконормы, но и постоянно контролировать и снижать выбросы до заявленного значения на выходе работающего автомобиля. Поэтому автомобилестроители вынуждены были вмонтировать не только КАТАЛИЗАТОР, снижающий вредные выбросы в атмосферу но и датчик контролирующий количество несгоревшей смеси и падающий эти значения на ЭБУ, для соответствующей корректировки. Эту функцию выполняет так называемый "лямбда зонд" или ДАТЧИК КИСЛОРОДА. ЭБУ анализирует состав выхлопных газов, сгорело не все - сокращает подачу топлива, сгорает подчистую - увеличивает подачу. Эти устройства требуют определенной температурный режим, поэтому на последних моделях установлен подогревающий элемент.

Если один или даже несколько датчиков выходят из строя, ЭБУ определяет, что датчики показывают неправильные значения и перестает на них реагировать, а на панели приборов зажигает "check engine". С такой неисправностью вы доезжаете до СТО.

"Как работает инжекторный двигатель"

Оптимальная работа автомобильного двигателя зависит от многих параметров и устройств. Для обеспечения нормальной работоспособности моторы ВАЗ оснащаются различными датчиками, предназначенными для выполнения разных функций. Что нужно знать о диагностики и замене контроллеров и каковы параметры ВАЗ таблица представлена в этой статье.

Типовые параметры работы инжекторных моторов ВАЗ

Проверка датчиков ВАЗ, как правило, осуществляется при обнаружении тех или иных проблем в работе контроллеров. Для диагностики желательно знать о том, какие неисправности датчиков ВАЗ могут произойти, это позволит быстро и правильно проверить устройство и своевременно заменить его. Итак, как проверить основные датчики ВАЗ и как их после этого заменить — читайте ниже.

Особенности, диагностика и замена элементов систем впрыска на ВАЗовских авто

Ниже рассмотрим основные контроллеры!

Холла

Есть несколько вариантов, как можно ВАЗ:

Использовать заведомо рабочее устройство для диагностики и установить его вместо штатного. Если после замены проблемы в работе двигателя прекратились, это говорит о неисправности регулятора.
С помощью тестера произвести диагностику напряжения контроллера на его выводах. При нормальной работоспособности устройства напряжение должно составить от 0.4 до 11 вольт.

Процедура замены выполняется следующим образом (процесс описан на примере модели 2107):

Сначала производится демонтаж распределительного устройства, выкручивается его крышка.
Затем осуществляется демонтаж бегунка, для этого его надо потянуть немного вверх.
Демонтируйте крышка и выкручивается болт, который фиксирует штекер.
Также надо будет выкрутить болты, которые фиксируют пластину контроллера. После этого откручиваются винты, которые крепят вакуум-корректор.
Далее, осуществляется демонтаж стопорного кольца, извлекается тяга вместе с самим корректором.
Для отсоединения проводов необходимо будет раздвинуть зажимы.
Вытаскивается опорная пластина, после чего откручиваются несколько болтов и производителя демонтаж контроллера. Производится монтаж нового контроллера, сборка осуществляется в обратной последовательности (автор видео — Андрей Грязнов).

Скорости

О выходе из строя данного регулятора могут сообщить такие симптомы:

на холостом ходу обороты силового агрегата плавают, если водитель не жмет на газ, это может привесит к произвольному отключению мотора;
плавают, устройство может в целом не работать;
увеличился расход горючего;
мощность силового агрегата снизилась.

Сам контроллер расположен на коробке передач . Для его замены нужно будет только поднять колесо на домкрат, отсоединить провода питания и демонтировать регулятор.

Уровня топлива

Датчик уровня топлива ВАЗ или ДУТ используется для обозначения оставшегося объема бензина в топливном баке. Причем сам датчик уровня топлива установлен в одном корпусе с бензонасосом. При его неисправности показания на приборной панели могут быть неточными.

Замена делается так (на примере модели 2110):

Отключается аккумулятор, снимается заднее сиденье автомобиля. С помощью крестообразной отвертки выкручиваются болты, которые фиксируют люк бензонасоса, снимается крышка.
После этого от разъема отсоединяются все подводящие к нему провода. Также необходимо отсоединить и все патрубки, которые подводятся к топливному насосу.
Затем откручиваются гайки, фиксирующие прижимное кольцо. Если гайки заржавели, перед откручиванием обработайте их жидкостью WD-40.
Сделав это, выкрутите болты, которые фиксируют непосредственно сам датчик уровня топлива. Из кожуха насоса вытаскиваются направляющие, а крепления при этом нужно отогнуть отверткой.
На завершающем этапе производится демонтаж крышки, после этого вы сможете получить доступ к ДУТ. Контроллер меняется, сборка насоса и остальных элементов осуществляется в обратном снятию порядке.

Фотогалерея «Меняем ДУТ своими руками»

Холостого хода

Если датчик холостого хода на ВАЗ выходит из строя, это чревато такими проблемами:

плавающие обороты, в частности, при включении дополнительных потребителей напряжения — оптики, отопителя, аудиосистемы и т.д.;
двигатель начнет троить;
при активации центральной передачи мотор может заглохнуть;
в некоторых случаях выход из строя РХХ может привести к вибрациям кузова;
появление на приборной панели индикатора Check, однако загорается он не во всех случаях.

Чтобы решить проблему неработоспособности устройства, датчик холостого хода ВАЗ можно либо почистить, либо заменить. Само устройство расположено напротив троса, который идет к педали газа, в частности, на дроссельной заслонке.

Датчик холостого хода ВАЗ фиксируется с помощью нескольких болтов:

Для замены сначала следует выключить зажигание, а также АКБ.
Затем необходимо извлечь разъем, для этого отключаются провода, подсоединенные к нему.
Далее, с помощью отвертки выкручиваются болты и извлекается РХХ. Если же контроллер приклеен, то нужно будет демонтировать дроссельный узел и отключить устройство, при этом действуйте аккуратно (автор видео — канал Ovsiuk).

Коленвала

Для выполнения первого способа понадобится омметр, в данном случае сопротивление на обмотке должно варьироваться в районе 550-750 Ом. Если полученные в ходе проверки показатели немного отличаются, это не страшно, менять ДПКВ нужно в том случае, если отклонения значительные.
Для выполнения второго метода диагностики вам понадобится вольтметр, трансформаторное устройство, а также измеритель индуктивности. Процедура замера сопротивления в данном случае должна осуществляться при комнатной температуре. При замере индуктивности оптимальные параметры должны составлять от 200 до 4000 миллигенри. С помощью мегаомметра производится замер сопротивления питания обмотки устройства в 500 вольт. Если ДПКВ исправный, то полученные значения должны быть не больше 20 Мом.

Чтобы заменить ДПКВ, делайте следующее:

Сначала отключите зажигание и извлеките разъем девайса.
Далее, с помощью гаечного ключа на 10 необходимо будет выкрутить фиксаторы анализатора и произвести демонтаж самого регулятора.
После этого производится монтаж работоспособного устройства.
Если регулятор меняется, то вам нужно будет повторить его первоначальное положение (автор видео о замене ДПКВ — канал В гараже у Сандро).

Лямбда-зонд

Лямбда-зонд ВАЗ представляет собой устройство, предназначение которого заключается в определении объема кислорода, присутствующего в выхлопных газах. Эти данные позволяют блоку управления правильно составить пропорции воздуха и топлива для образования горючей смеси. Само устройство расположено на приемной трубе глушителя, снизу.

Замена регулятора осуществляется так:

Сначала отключите аккумулятор.
После этого найдите контакт жгута с проводкой, эта цепь идет от лямбда-зонда и подключается к колодке. Штекер необходимо отключить.
Когда второй контакт будет отсоединен, перейдите к первому, расположенному в приемной трубе. Используя гаечный ключ соответствующего размера, открутите гайку, фиксирующую регулятор.
Демонтируйте лямбда-зонд и поменяйте его на новый.

Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.

Центром всей системы является ЭБУ (электронный блок управления). Он носит много названий, «мозги», «компьютер» и так далее. По сути да, это компьютер, в который заложено огромное количество таблиц по составу смеси, времени впрыска топлива и прочего. Например, если обороты двигателя равны 1500, дроссельная заслонка открыта на 10 градусов, а расход воздуха составляет 23 кг, то в цилиндр будет поступать одно количество топлива. Если же вводные параметры изменяются, то и результат будет другим. Если с блоком управления возникают какие-то проблемы, например, слетает прошивка, то все идет прахом, двигатель либо начинает как попало работать, либо и вовсе перестает.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Исполнительные элементы

Исполнительные элементы получили свое название за то, что именно они вносят коррективы в работу двигателя. ТО есть, блок управления получает сигнал от датчика, анализирует его, после чего отправляет сигнал на исполнительный элемент.

Топливный насос

Начнем с системы питания. Он установлен в баке и подает топливо в топливную рампу под давлением 3,2 – 3,5 Мпа. Это позволяет гарантировать качественный распыл топлива в цилиндры. Как только повышаются обороты двигателя, повышается и аппетит, а значит в рампу надо подавать большее количество топлива для сохранения давления. Насос начинает вращаться быстрее по команде блока управления. Большинство современных автомобилей, начиная примерно с 2013 года выпуска, оснащаются топливным модулем, который включает в себя насос и встроенный фильтр. Это существенно сказывается на стоимости замены фильтра, потому что менять надо весь модуль. Некоторые производители в инструкциях пишут, что модуль устанавливается на весь срок службы авто, однако не стоит верить, что какой-то фильтр способен проходить больше 2 сезонов.

Форсунка

После того, как топливо прошло всю цепь провода, оно попадает в форсунку, которая дозирует его подачу в цилиндр. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан очень маленького диаметра, который обеспечивает распыл бензина в камеру сгорания. ЭБУ изменяет количество топлива, которое подается, при помощи временных промежутков, пока открыта форсунка. Как правило, это десятые доли секунды.

Дроссельная заслонка

Все мы когда-то видели карбюратор, заглядывали в него сверху. Так вот в нем имелись заслонки, которые перекрывали воздух. Здесь принцип тот же. Пожалуй, и рассказать больше нечего.

Регулятор холостого хода (РХХ)

Это тоже электромагнитный клапан, шток которого закрывает воздуховод, проходящий в обход дроссельной заслонки. В зависимости от напряжения, которое на него подает блок управления, он открывает этот самый канал.

Модуль зажигания

В принципе, это та же катушка зажигания, только их здесь четыре. При прохождении тока через первичную обмотку во вторичной коммутируется высокочастотный ток высокого напряжения, который подается на свечу.

Принцип работы инжекторного двигателя

Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.

Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.

Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали — ) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления , которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска ). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
Датчик (-и) кислорода (). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.

Существует два основных типа управления многоточечными системами впрыска : топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной .

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения длительности импульса топливной форсунки . В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

Частота вращения двигателя
Частота вращения двигателя	1	2	3	4	5
1,000	1	2	3	4	5
2,000	2	4	6	8	10
3,000	3	6	9	12	15
4,000	4	8	12	16	20

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

A	Фактор A	B	Фактор B
0	1.2	0	1.0
25	1.1	1	1.0
50	1.0	2	1.0
75	0.9	3	1.0
100	0.8	4	0.75

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B) , общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте ). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

В 80-ых годах производители автомобилей начали активно внедрять, мало кому известную среди простых автолюбителей на то время, технологию принудительной подачи топлива. Такая система впрыска горючего была разработана как альтернатива карбюраторам. Но в связи со сложностью конструкции, довольно долго не применялась. Главным отличием данных систем от карбюраторных является принцип подачи топлива. В двигателях с принудительной системой подачи, как можно определить исходя из названия, горючее принудительно впрыскивается в цилиндр или впускной коллектор. Впрыск осуществляется специальными распылителями – форсунками. В наше время двигателя с такой системой принято называть инжекторными.

Уже сейчас можно говорить о том, что инжекторные двигателя практически вытеснили карбюраторные. Это не удивительно, так как преимуществ у них больше чем недостатков.

Основные преимущества:

— более рациональный и экономичный расход топлива за счет улучшения его дозировки;

— мощность двигателя увеличивается приблизительно на 7-10%;

— улучшается «динамика» автомобиля;

— легче запускается двигатель в любых погодных условиях;

— срок эксплуатации больше;

— надежнее;

Приведенные выше преимущества появились благодаря новому принципу работы системы подачи горючего. Управление системой осуществляться специальными микроконтроллерами – электронное управление. На основе полученных от датчиков данных, микроконтроллером определяется момент, когда должны открыться форсунки, а также и время, на протяжении которого они должны быть открыты.

Если вспомнить первые модели таких систем, то все выше описанные функции микроконтроллера ложились на «плечи» механических устройств. В наше время главными деталями используемыми в инжекторных двигателях для работы системы снабжения топливом являются: ЭБУ (электронный блок управления), распылители (форсунки) и набор специальных электронных датчиков. Все данные детали, можно сказать, работают как один сплошной механизм.

В данной статье мы рассмотрим электронные датчики, которые снабжают необходимой информацией ЭБУ.

Датчик массового расхода воздуха (волюметр) – необходим для получения информации о количестве всасываемого воздуха двигателем (кг/ч.). Надежность – хорошая. Главной проблемой для такого датчика является влага, которая попадет в него с воздухом. Основная «поломка» у данного элемента – отправка на ЭБУ завышенных значений. При низких оборотах, такая погрешность достигает 10-20%, что несомненно сказывается на стабильной работе мотора во время холостого хода. Также могут появиться некоторые проблемы с запуском. Когда двигатель работает на высоких оборотах, такие погрешности приводят к нерациональному использованию топлива (больше расход).

Датчик положения дроссельной заслонки – необходим для получения информации о текущем состоянии педали «газ». Работа элемента может быть нарушена благодаря мойщикам двигателей или в результате некачественного изготовления на заводе. Соответственно сложно определить даже приблизительные сроки службы. Основными показателями нарушений в работе датчика являются завышенные обороты во время холостого хода, провалы и рывки при незначительных нагрузках.

Датчик температуры охлаждающей жидкости – по функциональному назначению похож на карбюраторный «подсос». При низкой температуре двигателя, необходимо больше топлива. Также отвечает за включение вентилятора и выключение охлаждающего вентилятора. Надежность – высокая. Возможные неисправности – нарушается изоляция провода рядом с датчиком, повреждаются контакты в самом датчике. Результат поломки – вентилятор может включаться, когда двигатель холодный, появляются проблемы с запуском двигателя, когда он нагрет, повышается расход горючего.

Датчик детонации – работает по принципу пьезо зажигалки. Напряжение увеличивается прямо пропорционально возрастающей силе удара. Служит для отслеживания детонационных стуков мотора. Повреждение датчика влияет на оптимальность работы двигателя и расход горючего.

Датчик кислорода – элемент отвечающий за информацию по остаткам кислорода в отработавших газах. В случае, если кислород в них отсутствует, топливная смесь является богатой, если же кислород присутствует – бедной. Данные служат для корректировки подачи горючего. Использовать этиловый бензин запрещено. Повреждение датчика влияет на расход топлива и выброс вредных веществ.

Давайте подробнее рассмотрим то, как работает такой датчик.

Наиболее известным типом можно назвать циркониевый кислородный датчик. Это своего рода переключатель, который при достижении в выхлопных газах показателя кислорода 0.5%, резко меняет состояние. Такой показатель равнозначен с идеальным стехиометрическим соотношением воздуха и топлива (14.7:1). Интерфейс таких датчиков сделан следующим образом: горячий датчик (300 С и больше) при малом содержании кислорода (меньше 0,5%), выдавая слабый ток, будет давать напряжение на выходе 0,45-0,8 V, а при более высоком показателе (больше 0,5%) – 0,2-0,45 V. Точное значение напряжения не важно. Когда смесь является бедной, подача топлива увеличивается, если во время следующего периода измерения, оказываться, что смесь уже довольно богатая – количество уменьшается. Подача горючего регулируется по фактическому сгоранию. Делает возможным адаптацию системы под разные условия работы. Во время холостого хода, напряжение на датчике колеблется в пределах 1-2 Гц, а при 3000 об/мин. – 10-15 Гц. Из-за того, что нормальная работа датчика возможна только когда он прогрет, ЭБУ системы TCCS будет «ловить» информацию от него, когда будет достаточно прогрет двигатель. В последнее время в них монтируют специальный подогреватель.

Датчик скорости – снабжает ЭБУ информацией о скорости машины. Имеет среднюю надежность. Поломка такого датчика в основном не оказывает серьезного влияния на работу двигателя или ездовые характеристики авто.

Датчики положения коленчатого вала – можно назвать основным датчиком. На основе его показаний рассчитывается необходимое время подачи горючего и искры, а также определяется нужный цилиндр. С точки зрения конструкции, является магнитом и катушкой с тонким проводом. Имеет достаточно большой эксплуатационный ресурс. Зубчатый шкив коленчатого вала и данный датчик работаю вместе. Если данный элемент выходит из строя, двигатель останавливается. В наилучшем варианте будет ограничение по количеству оборотов (3500-5000 об/мин).

Датчик фаз – установка производится на 16-ти клапанные двигателя. Полученные данные используются, чтобы организовать подачу топлива в целевой цилиндр. Когда датчик ломается, система переходит в попарно-параллельный режим, из-за чего топливная смесь резко обогащается.