Sistem de injecție de combustibil

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 26 februarie 2022; verificările necesită 3 modificări .

Sistem de injecție cu combustibil - sistem de alimentare cu combustibil , principala diferență față de sistemul carburator - alimentare cu combustibil este realizată prin injecție forțată cu combustibil folosind duze în galeria de admisie sau în cilindru .

Sistemul a fost instalat masiv pe motoarele de mașini pe benzină încă din anii 1980; mașinile cu un astfel de sistem de alimentare sunt adesea numite combustibil injectat . În aviația pe motoarele cu piston , un astfel de sistem a început să fie utilizat mult mai devreme - din anii 1930, dar datorită nivelului scăzut de tehnologie electronică și mecanică de precizie din acei ani, a rămas imperfect. Debutul erei avionului a dus la încetarea lucrărilor la sistemele de injecție de combustibil. „A doua venire” a injectării în aviație ( motor ușor ) a avut loc deja la sfârșitul anilor 1990.

Dispozitiv

În sistemul de injecție, combustibilul este injectat în fluxul de aer prin duze speciale - injectoare .

Clasificare

În funcție de punctul de instalare și numărul de duze:

Injecție simplă , injecție centrală sau injecție în un singur punct [1] - o duză pentru toți cilindrii, amplasată, de regulă, în locul carburatorului (pe galeria de admisie ). În prezent nepopular din cauza cerințelor crescute de mediu: începând cu Euro-3, standardul de mediu necesită o dozare individuală a combustibilului pentru fiecare dintre cilindri. Injecțiile unice s-au distins prin simplitatea și fiabilitatea foarte ridicată, în primul rând datorită faptului că duza este amplasată într-un loc relativ confortabil, într-un curent de aer rece.
Injecție orificiu sau injecție multipunct [1] - fiecare cilindru este deservit de o duză izolată separată în galeria de admisie lângă supapa de admisie. În același timp, există mai multe tipuri de injecție distribuită:

Simultan - toate duzele se deschid în același timp.
Pereche-paralelă - duzele se deschid în perechi, cu o duză deschizându-se imediat înainte de cursa de admisie și a doua înainte de cursa de evacuare. Datorită faptului că supapele sunt responsabile pentru introducerea amestecului combustibil-aer în cilindri, acest lucru nu are un efect puternic. La motoarele moderne, se folosește injecția în fază, perechi-paralel este utilizat numai în momentul pornirii motorului și în modul de urgență dacă senzorul de poziție a arborelui cu came (așa-numita fază) se defectează.
Injecție în etape - fiecare duză este controlată separat și se deschide chiar înainte de cursa de admisie.
Injectie directa [2] - combustibilul este injectat direct in camera de ardere.

Managementul sistemului de combustibil

În prezent, sistemele de alimentare cu combustibil sunt controlate de microcontrolere speciale , acest tip de control fiind numit electronic. Principiul de funcționare a unui astfel de sistem se bazează pe faptul că decizia privind momentul și durata deschiderii injectoarelor este luată de microcontroler , pe baza datelor de la senzori. La primele modele ale sistemului de alimentare cu combustibil, dispozitivele mecanice speciale au acționat ca un controler.

Cum funcționează

În timpul funcționării sistemului, controlerul primește informații de la senzori speciali despre următorii parametri:

pozitia si viteza arborelui cotit;
fluxul de aer în masă al motorului;
temperatura agentului de răcire;
pozitia clapetei de acceleratie;
conținutul de oxigen din gazele de evacuare (într-un sistem de feedback);
prezența detonației în motor;
tensiune în rețeaua de bord a mașinii;
viteza vehiculului;
poziţia arborelui cu came (într-un sistem cu injecţie de combustibil distribuită secvenţial);
cerere de pornire a aparatului de aer condiționat (dacă este instalat pe mașină);
drum accidentat (senzor drum accidentat);
temperatura aerului de admisie.

Pe baza informațiilor primite, controlerul controlează următoarele sisteme și dispozitive:

alimentare cu combustibil (injectoare și pompă electrică de combustibil),
sistem de aprindere,
control inactiv,
adsorbant al sistemului de recuperare a vaporilor de benzină (dacă acest sistem este pe mașină),
ventilator de racire a motorului,
ambreiajul compresorului aerului condiționat (dacă mașina are unul),
sistem de diagnosticare.

Modificarea parametrilor injecției electronice poate avea loc literalmente „din mers”, deoarece controlul este efectuat de software și poate lua în considerare un număr mare de funcții software și date de la senzori. De asemenea, sistemele electronice moderne de injecție sunt capabile să adapteze programul de lucru la o anumită instanță a motorului, la stilul de conducere și la multe alte caracteristici și specificații. Anterior, se folosea un sistem de control mecanic al injecției.

Pentru detectarea promptă a defecțiunilor injectorului, se utilizează diagnosticarea computerizată a sistemului de injecție a combustibilului [3] .

Avantaje

Avantaje în comparație cu motoarele echipate cu un sistem de alimentare cu combustibil carburator (în contextul motoarelor cu o unitate de control electronică ):

O reducere semnificativă a consumului de combustibil chiar și în sistemele timpurii (de exemplu, o mașină VAZ-21214 Niva echipată cu un sistem de injecție din primele generații are un consum mediu de combustibil cu 30-40% mai mic decât o mașină similară VAZ-21213 echipată cu un carburator). Sistemele moderne asigură un consum de combustibil de aproximativ 2 ori mai mic decât cel al ultimelor generații de vehicule cu carburator de aceeași greutate și cilindree.
Creștere semnificativă a puterii motorului, mai ales la turații mici.
Pornirea motorului este simplificată și complet automatizată.
Menținerea automată a turației de ralanti necesare.
Opțiuni mai largi de control al motorului (caracteristicile dinamice și de putere îmbunătățite ale motorului).
Nu necesită reglarea manuală a sistemului de injecție, deoarece efectuează autoajustarea pe baza datelor transmise de senzorii de oxigen, precum și pe baza măsurării rotației neuniforme a arborelui cotit.
Menține un amestec aproximativ stoechiometric, care reduce semnificativ emisia de hidrocarburi nearse și asigură efectul maxim al utilizării convertizoarelor catalitice redox . Ca urmare, emisiile de produse toxice de combustie au scăzut de multe ori. De exemplu, emisiile de monoxid de carbon de la ultimele generații de mașini cu carburator au fost de aproximativ 20-30 g/kWh, pentru mașinile cu injecție Euro-2 erau deja de 4 g/kWh, iar pentru mașinile Euro-5 erau de doar 1,5 g/ kWh.
Oportunități ample de autodiagnosticare și autoajustare a parametrilor, ceea ce simplifică procesul de întreținere a vehiculului. De fapt, sistemele de injecție, începând de la Euro-3, nu necesită deloc nicio întreținere periodică (este necesară doar înlocuirea elementelor defecte).
Cea mai bună protecție împotriva furtului mașinii. Fără a primi permisiunea de la dispozitivul de imobilizare , unitatea de control al motorului nu furnizează combustibil motorului.
Capacitatea de a reduce înălțimea capotei, deoarece elementele sistemului de injecție sunt situate pe părțile laterale ale motorului și nu deasupra motorului, ca majoritatea carburatoarelor auto.
În sistemele cu carburator, când motorul nu funcționează sau când funcționează la turații mici, din cauza evaporării benzinei din carburator, întregul traseu, de la filtrul de aer până la supapa de admisie, este umplut cu un amestec combustibil, volumul de care la motoarele cu mai multe cilindri este destul de mare. Defecțiunile sistemului de aprindere sau jocurile supapelor reglate incorect pot duce la scăparea flăcărilor în galeria de admisie și aprinderea amestecului combustibil din aceasta, ceea ce provoacă popi puternice și poate duce la incendiu sau deteriorarea dispozitivelor sistemului de alimentare. În sistemele de injecție, benzina este furnizată numai în momentul în care supapa de admisie a cilindrului corespunzător este deschisă și nu are loc acumularea amestecului combustibil în tractul de admisie.
Funcționarea carburatorului depinde de poziția acestuia în spațiu. De exemplu, majoritatea carburatoarelor auto funcționează cu încălcări grave atunci când mașina se rostogolește de la 15 grade. Sistemele de injecție nu au o astfel de dependență.
Funcționarea carburatorului depinde în mare măsură de presiunea atmosferică, care este deosebit de critică atunci când funcționează motoarele de mașini în munți, precum și pentru motoarele de avioane. Sistemele de injecție nu au o astfel de dependență.

Dezavantaje

Principalele dezavantaje ale motoarelor cu o unitate de control în comparație cu carburatoarele:

Costul ridicat al nodurilor (a fost relevant până în aproximativ 2005).
Mentenabilitatea scăzută a elementelor (relevanța pierdută din cauza dezvoltării producției lor în masă și a fiabilității crescute).
Cerințe ridicate pentru compoziția fracționată a combustibilului.
Nevoia de personal și echipamente specializate pentru diagnosticare, întreținere și reparații, costul ridicat al reparațiilor (relevanța pierdută din cauza distribuției masive a dispozitivelor mobile și a programelor de diagnosticare).
Dependența de alimentare și cerința critică pentru o tensiune de alimentare constantă (pentru o versiune mai modernă, controlată electronic), care a împiedicat mult timp utilizarea injecției controlate electronic în aviație, pe snowmobile și motoare exterioare.
Furnizarea de benzină sub presiune, care în caz de accident crește probabilitatea unui incendiu. Prin urmare, la primele sisteme, a existat un comutator automat în circuitul pompei de combustibil care a fost declanșat la impact, iar în sistemele moderne, controlerul oprește pompa de combustibil în situații de urgență.

Istorie

Apariția și aplicarea sistemelor de injecție în aviație

Sistemele de carburatoare pentru lucrul în unghi față de orizont trebuie completate cu o varietate de dispozitive sau trebuie utilizate carburatoare special concepute. Sistemul de injecție directă al motoarelor de aeronave este o alternativă convenabilă la carburator, deoarece sistemul de injecție de injecție, prin proiectare, funcționează în orice poziție față de direcția gravitației.

Primul motor experimental din Rusia cu sistem de injecție a fost fabricat în 1916 de către Mikulin și Stechkin .

Până în 1936, primele seturi de echipamente de combustibil pentru injectarea directă a benzinei în cilindri erau gata la Robert Bosch , care un an mai târziu au început să fie produse în serie pe motorul Daimler-Benz DB 601 în formă de V cu 12 cilindri . Aceste motoare de 33,9 litri au fost echipate, în special, cu principalele luptători Luftwaffe Messerschmitt Bf 109 . Și dacă motorul cu carburator DB 600 a dezvoltat 900 CP la decolare. s., apoi DB 601 cu injecție a făcut posibilă creșterea puterii la 1100 CP. c. și altele. Mai târziu, un BMW 132 „stea” cu nouă cilindri și un sistem de putere similar a intrat în serie - un motor de avion Pratt & Whitney Hornet cu licență , pe care BMW îl produce din 1928 . De asemenea, a fost instalat, de exemplu, pe aeronavele de transport Junkers Ju 52 . Motoarele de avioane din Anglia, SUA și URSS la acea vreme erau exclusiv carburate. Sistemul de injecție japonez de pe avioanele de luptă Mitsubishi A6M Zero necesita spălare după fiecare zbor și, prin urmare, nu a fost popular în rândul trupelor.

Abia în 1940 , când Uniunea Sovietică a reușit să achiziționeze mostre din cele mai recente motoare de avioane germane cu injecție, lucrările la crearea sistemelor interne de injecție directă au primit un nou impuls. Cu toate acestea, producția de masă a pompelor și duzelor sovietice de înaltă presiune, create pe baza celor germane, a început abia la mijlocul anului 1942 - motorul în formă de stea ASh-82FN , care a fost pus pe avioanele de luptă La-5 , La-7 . și bombardierele Tu-2 , au devenit primul născut . Motorul de injecție ASh-82FN s-a dovedit a fi atât de reușit încât a fost produs pentru mai multe decenii, folosit pe elicoptere Mi-4 și aeronave Il-14 .

Până la sfârșitul războiului, și-au adus versiunea de injecție în serial în SUA. De exemplu, motoarele „fortăreței zburătoare” Boeing B-29 au fost alimentate și cu benzină prin duze.

Începutul erei avioanelor a dus la încetarea lucrărilor la sistemele de injecție. Pe aeronavele grele și de mare viteză, s-au folosit motoare cu turbopropulsoare și cu reacție, iar motoarele cu piston au fost instalate numai pe aeronave și elicoptere cu viteză mică, ușoare, manevrabile reduse, care ar putea funcționa normal cu un sistem de alimentare cu carburator.

Utilizarea sistemelor de injecție în industria auto

Sistemele de management al motorului în industria auto sunt folosite încă din 1951, când un sistem mecanic de injecție directă de benzină produs de compania vest-germană Bosch a fost echipat cu un motor în doi timpi al coupe-ului mini-compact 700 Sport fabricat de Goliath din Bremen. În 1954, a apărut coupe-ul Mercedes-Benz 300 SL ( „gullwing” ), al cărui motor era echipat cu un sistem similar de injecție mecanică Bosch [4] . La începutul anilor 1950 și 1960, Chrysler și GAZ lucrau activ la sistemele electronice de injecție de combustibil . Cu toate acestea, înainte de apariția microprocesoarelor ieftine și de introducerea unor cerințe stricte pentru nivelul emisiilor nocive de la mașini, ideea de injecție nu era populară și abia de la sfârșitul anilor 1970 au început toți producătorii de automobile de top din lume. pentru a le introduce la scară masivă.

Primul model de producție cu injecție de benzină controlată electronic a fost sedanul Rambler Rebel din 1967 , care a fost produs de Nash , care făcea parte din preocuparea AMC ca divizie . Rebelul inferior în formă de V „opt” cu un volum de 5,4 litri în versiunea cu carburator a dezvoltat 255 CP. cu., iar în versiunea personalizată a Electrojector deja 290 de litri. Cu. Accelerația până la 100 km/h într-un astfel de sedan a durat mai puțin de 8 secunde.

La începutul anilor 2000, sistemele de injecție electronică directă și multiport înlocuiseră practic carburatoarele din mașinile de pasageri și vehiculele comerciale ușoare.

Producători de sisteme de injecție

Sistemul de injecție Bendix

Electrojector este primul sistem electronic de injecție de combustibil dezvoltat de Bendix . Brevetele pentru sistemul de injecție Electrojector au fost ulterior vândute către Bosch.

Sisteme de injecție Bosch

Sisteme de injecție mecanică cu impulsuri bazate pe pompe de injecție cu secțiuni multiple .

Ele au fost utilizate pe motoarele de avioane cu piston și motoarele de sport și mașini de curse postbelice.

Sisteme Jetronic care nu au legătură cu sistemele de aprindere în activitatea lor.

Au fost folosite pe autoturismele de fabricație europeană din anii 1960 până în anii 2000.

Sisteme Motronic care funcționează împreună cu sistemele de aprindere

Ele au fost utilizate pe autoturismele de producție europeană din anii 1990 până în anii 2010.

Sisteme de injecție General Motors

GM Multec Central - sistem central de injecție de combustibil (mono injecție)
MulTec-S (Multiple Technology) - sistem central de injecție a combustibilului
Multitec-F 1996-2001
Multitec-H 1998-2003
MulTec-M - sistem de injecție multipunct
Multitec-U 1996-2001

Sisteme de injecție VAG

Digifant - sistem de injecție de combustibil multiport
Digijet - sistem de injecție de combustibil multiport

Vezi și

Note

↑ 12 Bosch . Director auto. a 3-a ed. - M .: „La volan”, 2012. - 1280 p.
↑ Termeni de diagnosticare a sistemelor electrice/electronice, definiții, abrevieri și acronime-echivalent cu ISO/TR 15031-2 . Consultat la 12 iulie 2013. Arhivat din original la 10 octombrie 2013. (nedefinit)
↑ Diagnosticarea computerizată a sistemului de injecție al mașinii (link inaccesibil) . Preluat la 3 septembrie 2017. Arhivat din original la 3 septembrie 2017. (nedefinit)
↑ Electrojector și descendenții săi . Data accesului: 30 ianuarie 2009. Arhivat din original la 1 martie 2009. (nedefinit)