Инжекторный автомобильный двигатель: принцип работы, плюсы и минусы

Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.

В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.

История

Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Инжектор и его история становления

Что такое инжектор? Инжектор нужен бензиновому двигателю внутреннего сгорания, чтобы образовывать топливно-воздушную смесь и подавать её непосредственно в камеры сгорания или во впускной коллектор.

Этот процесс контролируется электроникой, что позволяет выдерживать строгую дозировку горючего, рассчитанную в зависимости от режима работы мотора и нагрузки на него, что, к сожалению, карбюраторам не под силу.

Именно этот нюанс стал решающим в судьбе последних и навсегда отправил их на лавку запасных.

Дабы у вас сложилась полная картина о том, что такое инжектор, нужен небольшой экскурс в историю бензиновых агрегатов.

Всё началось очень давно, в 1951 году. Специалисты небезызвестного концерна Bosch укомплектовали этой инновационной по меркам того времени системой впрыска небольшое купе забытой марки Goliath.

Идею тут же подхватили в Mercedes, но электроника, которая необходима для работы инжектора, в те годы была такой же экзотикой, как и полёт в космос, поэтому массового распространения подобные системы не получили, и своё изобретение «бошовцы» отложили в долгий ящик до лучших времён.

И такие времена настали спустя 20 лет, когда электроника стала более доступной и дешёвой. С 70-х годов инжектор начал победоносное шествие по автопрому, начисто вытеснив старые неэкономные карбюраторы из-под капотов машин.

Устройство

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

1. Топливная форсунка;
2. Топливная рампа;
3. Насос;
4. Сам блок управления;
5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

• Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
• Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
• Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
• Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
• Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Секрет — инжектор что это такое, раскрыт

Вполне логично, что у вас возник следующий вопрос: инжектор как работает и как устроен?

В первую очередь хотелось бы прояснить, что под инжектором понимают узел, который впрыскивает горючее в камеру сгорания или впускной коллектор.

Отчасти это верно, но гораздо корректней называть его форсункой, а понятие инжектор распространять на всю систему. А состоит она из таких основных частей:

• электронный блок управления;
• бензонасос;
• всевозможные датчики;
• форсунки инжектора;
• регуляторы давления.

Ключевым элементом, даже можно сказать мозгом всей системы является, конечно же, блок управления, напичканный умной электроникой.

От него и зависит ответ на вопрос – инжектор как работает. На основе данных, получаемых от россыпи датчиков (датчика расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, оборотов коленвала, лямбда-зонда и тд.) вычисляет, сколько нужно топлива мотору в конкретный момент времени.

Определив величину, он подаёт команды бензонасосу, регуляторам давления в топливной системе и, конечно же, форсункам. Это происходит в считанные доли секунды и в чётко выверенные моменты времени.

Принцип работы

1. В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
2. Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
3. В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
4. В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

1. Впуск;
2. Сжатие;
3. Сгорание;
4. Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

1. При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
2. Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
3. После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
4. При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
5. При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
6. Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
7. В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
8. Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

1. Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
2. Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
3. Двигатель очень экономичный;
4. Полностью соответствует всем экологическим нормам;
5. Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

1. Довольно высокая стоимость и обслуживание;
2. Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
3. Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
4. Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

1. Одноточечный впрыск;
2. Многоточечный впрыск;
3. Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.

Двигатель автомобиля ВАЗ 2107

Двигатель является сердцем любого автомобиля. Не зря в переводе с латыни слово «автомобиль» означает «самодвижущийся». Именно силовой агрегат отличает любой велосипед от автомобиля. Двигатели семейства ВАЗ классики, к которым принадлежит и ВАЗ 2107, для своего времени являлись передовыми в своём классе – довольно малошумными, экономичными, неприхотливыми. Вес силового агрегата и вес автомобиля 10% и 90%, что неплохо для развития тяги. Поговорим подробнее о двигателе.
Все двигатели семейства классики, в том числе ВАЗ 2107 являются бензиновыми, четырёхтактными. У всех агрегатов четыре цилиндра, четыре поршня, которые расположены в ряд, установлен карбюратор. Агрегат восьмиклапанный, по два клапана на каждый цилиндр. Распределительный вал (или механизм ГРМ, газораспределения) расположен сверху. Вверху же и находится подача смеси топлива и воздуха, которую подаёт карбюратор.

Изначально на ВАЗ 2107 ставился карбюратор, «шестёрочный» движок, ВАЗ 2106, его объём 1,6 л. В дальнейшем мы будем иметь в виду именно этот карбюраторный движок.

Можно установить также двигатель 21067, его объём 1,6 л. Масса этих двух разновидностей движков практически одинакова

Кроме этого стандарта, на старые модели ВАЗ 2107 устанавливались силовые агрегаты 2103 и 2104, на другой размер цилиндров, который составлял не 79 мм, а 76. Соответственно, мощность двигателей была несколько меньше.

Во всех силовых агрегатах порядок работы цилиндров 1-3-4-2.

Силовой агрегат, разрез во фронтальной плоскости

Мощность агрегатов, устанавливаемых на ВАЗ 2107, и больше всего у ВАЗ 2106 и составляет 54,8 кВт, или 74,5 л.с. Существует прямая зависимость: чем больше объём цилиндра, тем выше мощность двигателя. Карбюратор прибавляет больше надёжности двигателю, по сравнению с инжекторным, при отказе двигателя, возможности дать «прикурить» и др.

Вес двигателя в сборе составляет около 120 кг, поэтому не рекомендуется пытаться снять силовой агрегат, не имея электротали или крана-балки под рукой.

Устройство двигателя следующее:

На этой схеме, чтобы не вдаваться в подробности, можно увидеть специальные каналы и полости в литых деталях, так называемые смазочные ходы и полости для циркуляции охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Нужно отметить, что мощность агрегата не может быть максимальной и близкой к ней на протяжении долгого времени, без адекватной системы охлаждения и смазки.

В заключение стоит отметить, что если вы выбираете, карбюратор выбрать или инжектор, то можно сказать, что первый вариант более прост и надёжен в ремонте, зато второй более современный и экономичный.

Источник