Распределенный впрыск топлива – Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

Содержание

Как функционирует распределенный впрыск топлива?

Впрыск топлива На сегодня, распределённый впрыск топлива стал своеобразной «оппозицией» к непосредственному впрыску, когда подача топлива производится прямо в цилиндры двигателя. История возникновения данной системы довольно «прозаична». Изобретателем первого в истории приспособления, которое по своей природе напоминало современную систему распределенного впрыска топлива, в конце XIX века стал английский инженер Герберт Стюарт, который стал использовать его для своих двигателей.

Его последователями стали Роберт Бош и Клесси Камминс, которые в дальнейшем взялись за развитие и усовершенствование данной конструкции. Успех не заставил себя ждать, и уже в двадцатые годы вышеупомянутая система стала массово применяться в топливной системе дизельных двигателей.

Впрыск топлива

Уже в 1916 году мир увидела первая российская система впрыска для бензиновых авиационных двигателей, над разработкой которой поработали известные конструкторы Микулин и Стечкин. В 1925 году уже довольно известная система распределенного впрыска впервые нашла применение на двигателе, который стал изобретением инженера из Швеции Йонаса Хессельмана. Согласно идее Хессельмана, впрыск топлива должен был осуществляться в каждый цилиндр ближе к концу такта сжатия, для того чтобы процесс воспламенения происходил уже непосредственно перед стартом движения поршня вниз. Как правило, запускался двигатель Хессельмана на бензине, а затем во время работы пользовался керосином или дизелем.

В 1940 году итальянская фирма Caproni-Fuscaldo укомплектовала своей разработанной системой распределенного впрыска, которая управлялась электроникой, гоночный автомобиль Alfa Romeo 6C2500 (шестицилиндровый двигатель был укомплектован индивидуальными форсунками).

После этого все больше и больше автомобилей стали сходить с конвейеров с новым «обмундированием». На сегодня большинство автомобилистов отдают предпочтение распределенному впрыску топлива, так как он дешевле обходится, прост в эксплуатации, и возиться с ним, как с непосредственным впрыском топлива, вы уж точно не будете… Итак, давайте рассмотрим, по какому же принципу работает данная система, из каких механизмов она состоит и благодаря чему осуществляется управление распределенным впрыском топлива. Что ж, начнем…

1. Как работает система

Форсунки

Как известно каждому автолюбителю, система распределенного впрыска (как ее еще называют, многоточечная система впрыска) является одним из видов систем впрыска топлива, которые принято использовать в двигателях, работающих на бензине. Если говорить в целом, вся работа системы основывается на впрыске топлива в каждый отдельный цилиндр соответствующей отдельной форсункой.

Следовательно, исходя из принципа действия, все системы распределенного впрыска топлива условно разделяют на два вида: системы импульсного и непрерывного впрыска. Также, данная система в зависимости от вида управления может быть системой с механическим и электронным управлением.

Все системы распределенного впрыска топлива работают по такому принципу: вся подача воздуха способна регулироваться дроссельной заслонкой и, перед тем как разделяться на определенное количество потоков, она способна накапливаться в ресивере.

Благодаря последнему, производится точное измерение массового расхода воздуха, исходя из того, что, как правило, мы вымериваем общий массовый расход или же давление в ресивере.

Для того чтобы предупредить недостачу воздуха в цилиндрах при значительном употреблении воздуха и сглаживание пульсаций на пуске, ресивер должен обладать достаточным объёмом. Как правило, установка форсунок осуществляется в канале, в непосредственной близости от впускных клапанов. Наиболее популярными и общепринятыми конструкциями распределенного впрыска топлива позиционируются системы KE-Jetronic, L-Jetronic и K-Jetronic. Фирма Bosch на сегодня является главным производителем систем впрыска.

Впрыск топлива

Если говорить о системе распределенного впрыска K-Jetronic, то можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива. О системе KЕ-Jetronic можно сказать, что она представляет собой механическую систему непрерывного впрыска топлива с электроуправлением. Система распределенного впрыска L-Jetronic являет собой систему импульсного впрыска с электроуправлением.

2. Из каких механизмов состоит система

Теперь давайте разбираться, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива. Для начала стоит отметить, что вышеупомянутая система позиционируется как более современная и отличается от других систем установкой отдельной форсунки во впускном тракте каждого цилиндра. Данная форсунка, как мы уже говорили, способна в определенный момент впрыскивать дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра.

Поступивший в цилиндр бензин, как правило, испаряется и перемешивается с воздухом, вследствие чего образовывает горючую смесь.

В конструкцию системы входит форсунка, которая является электромагнитным клапаном с нормированной производительностью. Главная задача форсунки в том, что она эксплуатируется для впрыска определенного количества топлива, вычисленного именно для определенного режима движения. Еще одним механизмом в системе распределенного впрыска топлива, который предназначается для нагнетания топлива в топливную рампу, является бензонасос.

Как правило, с помощью вакуумно-механического регулятора давления поддерживается давление в топливной рампе. В некоторых системах прослеживается совмещение регулятора давления топлива с бензонасосом.

Регулятор холостого хода

Также в систему входит и модуль зажигания, который является электроустройством управления искрообразованием. Сам по себе модуль зажигания включает в себя пару независимых каналов, используемых с целью розжига в цилиндрах смеси. Последние модификации отличаются расположением низковольтных элементов модуля зажигания в электронном блоке управления. Для того чтобы добиться высокого напряжения, как правило, используют либо выносную двухканальную катушку зажигания, либо катушку зажигания, которая располагается непосредственно на свече.

Следующим механизмом, без которого система попросту не обходится, является регулятор холостого хода. Функцией данного регулятора является поддержание установленных оборотов холостого хода. Что он собой представляет? Это шаговый двигатель, который в корпусе дроссельной заслонки осуществляет регулировку обводного канала воздуха. Вся его работа направлена на обеспечение двигателя воздухом, который крайне необходим последнему для того, чтобы поддерживать холостой ход в момент, когда дроссельная заслонка закрыта.

Также в конструкцию системы распределенного впрыска топлива входит и вентилятор системы охлаждения. Он, в свою очередь, способен руководствоваться электронным блоком управления, благодаря поступлениям сигналов от датчика температуры охлаждающей жидкости. Как правило, средняя разница между включением и выключением должна составлять от 4 до 5°С.

Еще одним не менее важным механизмом, который входит в конструкцию системы является сигнал расхода топлива. Как правило, он поступает на маршрутный компьютер в размере 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива.

Датчик скорости Конечно же, все эти данные являются приблизительными, так как их расчет производится, базируясь на суммарном времени открытия форсунок и учитывая некоторый эмпирический коэффициент, который крайне необходим в плане компенсации всех неточностей в измерении. На практике, данные неточности вызваны работой форсунок в нелинейном участке диапазона, также асинхронной топливоподачей и иными менее значительными факторами.

Завершает ряд важных составляющих системы распределенного впрыска топлива адсорбер, который, в свою очередь, рассматривается как элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Интересным является тот факт, что, исходя из норм Евро-2, контакт вентиляции бензобака с атмосферой не предусматривается, а все пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и посылаться в цилиндры на дожиг при продувке.

Итак, после того как мы разобрались в том, из каких же механизмов состоит система распределенного впрыска топлива, мы постепенно добрались и до управления самой системой. Что ж, давайте разбираться…

3. Управление системой

В современных автомобилях управление системой впрыска топлива осуществляется компьютером, который в автомобильной терминологии носит название электронный блок управления двигателем. Весь принцип работы непосредственно электронного блока управления заключается в вычислении оптимального момента для открытия топливных форсунок и времени, в период которого они должны оставаться в открытом состоянии. Для этих целей он пользуется показаниями различных датчиков, о которых речь пойдет ниже.

Итак, важно знать, что по стандарту, система насчитывает девять датчиков, но для того чтобы электронный блок управления двигателем исправно функционировал, наличие всех датчиков совсем не обязательно. Как правило, большинство комплектаций главным образом зависят от норм токсичности и системы впрыска.

Датчик кислорода Одним из наиболее важных показателей является датчик массового расхода воздуха. Для чего он нужен в системе и по какому принципу он работает? Как правило, данный датчик осуществляет определение массового расхода воздуха, который поступает в двигатель. В его обязанности входит расчет циклового наполнения цилиндров. С помощью этого датчика производится измерение массового расхода воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. В случае выхода датчика из строя происходит игнорирование всех его показаний, и расчет осуществляется непосредственно по аварийным таблицам.

Кроме вышеупомянутого датчика, в момент определения количества топлива, компьютер, как правило, использует данные по температуре всасываемого воздуха, по температуре двигателя, а также угла открытия дроссельной заслонки, динамике ее открытия и скорости, с которой вращается коленчатый вал.

Давайте рассмотрим каждый из датчиков более подробно. Итак, если брать во внимание датчик кислорода (ДК), можно сказать, что он эксплуатируется для расчета содержания О2 в отработанных газах. Как правило, данный датчик используют исключительно в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3, причем в Евро-3 используют пару датчиков кислорода (один из них находится до катализатора, а один — после него).

Следующим датчиком, который считывает положение коленвала, а также частоту его вращения, является датчик положения коленвала (ДПКВ). Главной задачей для этого рода датчика является общая синхронизация всей системы, расчет в определенные моменты времени оборотов двигателя и положения коленвала. Важно учитывать тот факт, что датчик положения коленвала является полярным датчиком. Это говорит о том, что при неверном включении откажется заводиться и сам двигатель.

Датчик температуры охлаждающей жидкости Если же датчик выйдет из строя, остановится и вся работа системы. Этот датчик по своей природе является единственным «жизненно важным» устройством в системе, без которого автомобиль попросту не будет производить какого-либо движения. Чего не скажешь о других датчиках. Ведь при поломке любых других из них, все-таки можно будет кое-как добраться до центра технической поддержки своим ходом.

Также система не обходится и без датчика температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ). Данный датчик следит за температурными показателями охлаждающей жидкости. Главной его задачей является определение коррекции топливоподачи и зажигания по температуре, а также управление электровентилятором.

Во время поломки вышеупомянутого датчика, как и в случае с датчиком массового расхода топлива, все показания игнорируются, а температурные показатели берутся из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Важно учитывать, что сигнал от ДТОЖ поступает исключительно на электронный блок управления. Для того чтобы произвести индикацию на панель, принято использовать совсем другой датчик.

Стоит упомянуть и о датчике положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), который, в свою очередь, способен определить расположение дросселя (нажата ли педаль «газа» или же нет). Вышеупомянутый датчик используется для проведения расчетов фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя, а также циклового наполнения.

Датчик детонации Еще одним датчиком, который производит контроль над детонацией двигателя, является датчик детонации. В тот момент, когда детонация все же обнаружена, блок управления двигателем включает в себя алгоритм гашения детонации и тем самым оперативно корректирует угол опережения зажигания. Если вспомнить первые системы впрыска, они комплектовались резонансными датчиками детонации. На сегодняшний день, широкую популярность приобрели широкополосные датчики, которые используются теперь повсеместно.

Невозможно упустить из виду и датчик скорости (ДС), который определяет скорость движения автомобиля. Данный датчик вводится в эксплуатацию во время расчетов блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Также сигнал от датчика транспортируется на приборную панель с целью расчета пробега. 6000 сигналов с датчика скорости приблизительно соответствуют 1 км пробега автомобиля.

Завершают ряд датчиков в системе датчик фазы (ДФ) и датчик неровной дороги. Первый используется для определения положения распредвала. Главной задачей данного датчика является точнейшая синхронизация по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным, как его еще называют) впрыском. Во время какой-либо неисправности, или же при полном отсутствии датчика, вся система переключается на попарно — параллельную (как ее еще называют – групповую) систему подачи топлива.

О втором датчике можно сказать, что он используется для того, чтобы оценивать уровень вибрации двигателя. Этот датчик крайне необходим для корректной работы системы обнаружения пропусков воспламенения, дабы определить причину неравномерности. Данный датчик нашел применение в связи с вводом норм токсичности Евро-3.

Впрыск топлива Подведя итоги, можно сказать, что благодаря датчикам, в блок управления поступает информация о расположении и частоте, с которой вращается коленчатый вал, о температурных показателях охлаждающей жидкости и температуре охлаждающей жидкости, а также расположении дроссельной заслонки. Также компьютер принимает сигналы о концентрации кислорода в отработавших газах (или о значении регулировки СО, для комплектации без датчика кислорода), напряжении в бортовой сети автомобиля, наличии детонации в моторе, скорости автомобиля, а также о запросе на включение кондиционирования воздуха.

Основываясь на полученной информации, компьютер производит управление топливоподачей (форсунками и электробензонасосом), регулятором холостого хода, системой зажигания, вентилятором системы охлаждения мотора, адсорбером системы улавливания паров бензина (если есть в комплектации), муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле), а также системой диагностики.

Итак, исходя из сигналов, которые поступают от вышеупомянутых датчиков, компьютер рассчитывает количество топлива, нужное для полного согрева при данной массе воздуха в цилиндрах и подает форсункам сигнал на открытие. В таком случае, сигнал является электрическим импульсом причем необходимой длительности. В то время, как подается сигнал, форсунки «замирают» в открытом положении, а топливо, которое находится в магистрали под давлением, попросту впрыскивается во впускной коллектор.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Распределенный впрыск — Энциклопедия журнала «За рулем»

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора единственной форсункой (Позиция 5 на рисунке).

Более современная система — распределенного впрыска топлива — отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндр, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь.

Схема системы распределенного впрыска топлива Motronic:
1 — подача топлива;
2 — поступление воздуха;
3 — дроссельная заслонка;
4 — впускной трубопровод;
5 — форсунки;
6 — двигатель

Двигатели с такими системами питания обладают лучшей топливной экономичностью и пониженным содержанием вредных веществ в отработавших газах по сравнению с карбюраторными двигателями. Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой специальный компьютер, который получает и обрабатывает электрические сигналы от системы датчиков, сравнивает их показания со значениями, хранящимися в памяти компьютера, и выдает управляющие электрические сигналы на электромагнитные клапаны форсунок и другие исполнительные устройства. Кроме того, ЭБУ постоянно проводит диагностику системы впрыска топлива и при возникновении неполадок в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы (Check или Check engine), установленной в щитке приборов. Серьезные неполадки записываются в памяти блока управления и могут быть считаны при проведении диагностики.
Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные части:
— система подачи и очистки топлива;
— система подачи и очистки воздуха;
— система улавливания и сжигания паров бензина;
— электронная часть с набором датчиков;
— система выпуска и дожигания отработавших газов.

wiki.zr.ru

Распределенный впрыск топлива или непосредственный что лучше?

Дорогие друзья, сегодня узнаем много интересного о впрыске системы питания. И так: распределенный впрыск топлива или непосредственный? Что лучше и чем они отличаются?

Допустим у вас пришло время осуществить вашу мечту и вы серьезно взялись за выбор автомобиля. Дело серьёзное, и если выбор цвета и формы машины даётся довольно легко, то с подбором типа мотора могут возникнуть трудности, особенно у неподготовленных в техническом плане людей.

Если так, тогда вам однозначно следует внимательно прочитать эту статью.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Не секрет, что распределённый впрыск топлива (инжекция)  – это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Главной её «фишкой» является наличие индивидуальной форсунки у каждого цилиндра бензинового мотора.

Но, на самом деле, похожие системы, правда, имеющие механическое управление, появились ещё в конце ХIХ – начале ХХ веков. Использовались они в авиации, в гоночных машинах и иногда их интерпретации даже выходили на массовый автомобильный рынок.

Настоящий же бум распределенный впрыск пережил с появлением доступных микропроцессоров в конце 80-х годов и пользуется уважением у производителей транспортных средств и по сей день.

Перейдём к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, её ещё называют многоточечной системой).

Как мы уже упомянули, ключевой особенностью данной технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по одной перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от моновпрыска, удаётся добиться равномерного распределения топливно-воздушной смеси по цилиндрам, а также точной её дозировки.

В целом данная схема расположения форсунок позволила инженерам значительно повысить экологичность моторов, а также сделать их менее прожорливыми. Контролирует весь этот ансамбль электронный блок управления (ЭБУ).

Он при помощи многочисленных датчиков, передающих данные о температуре, положении педали газа, количестве поступающего воздуха и прочих параметрах, вычисляет оптимальный объём бензина для впрыска и в нужный для этого момент подаёт управляющий сигнал на открытие форсунок.

Момент впрыск топлива

Кстати, о времени открытия форсунок. Тут не всё так просто, и системы распределённого впрыска различаются в зависимости от того, в каком порядке происходит активация этих элементов. Существуют такие варианты впрыска:

  • одновременный;
  • попарно-параллельный;
  • фазированный.

Одновременный

При одновременной инжекции бензина все форсунки открываются единомоментно, и происходит это за один полный рабочий цикл двигателя (два оборота коленчатого вала). Не считаю это разумным ходом и не понимаю зачем лишний расход топлива.

Видимо это практиковалось на заре изобретения такого метода, когда не очень беспокоились об экологии и бензин был дешевый.

Попарно-параллельный

При попарно-параллельном открытии процесс разбивается таким образом, чтобы в один момент времени впрыск производили только две форсунки и только тех цилиндров, которые переходят в такты впуска и выпуска.

Здесь тоже наблюдается лишний впрыск, зачем он нужен в такте выпуска. Говорят это помогает при запуске двигателя в аварийном режиме. Ну хоть единовременно, и то хорошо.

Фазированный

Но самым современным из перечисленной тройки является фазированный алгоритм работы системы  распределенного впрыска топлива и используется в современных автомобилях. Он предусматривает включение каждой форсунки непосредственно перед тактом впуска соответствующего ей цилиндра. Это конечно разумно и правильно.

Главное в таком впрыске то, что форсунка впрыскивает топливную смесь во впускной коллектор на входе в цилиндр, непосредственно на впускной клапан. Впрыск производится на такте ВПУСК.

В погоне за показателями

Выше мы уже говорили о том, что система многоточечной инжекции позволила двигателям стать гораздо более «чистыми» по сравнению с предшественниками, оснащёнными моновпрыском или карбюратором.

Тем не менее, защитникам окружающей среды этого было мало и с каждым годом автопроизводителям приходилось учитывать всё более жёсткие экологические нормы.

Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

А вот в чем. Как уже было сказано выше, при распределенном впрыске, смесь поступает в коллектор в область впускного клапана. А при непосредственном впрыске, прямо в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Непосредственный впрыск

Непосредственный впрыск более точен и подаваемое давление топливной смеси выше, чем у распределенного впрыска. Такой принцип экономичнее (до 20% экономии топлива). экологичнее (топливо лучше сгорает). Но все же такой тип системы не лишен недоствтков и конструкторы пошли дальше.

А вот что из этого вышло, и какие технологии появились в результате, в Комбинированная система впрыска топлива TFSI.

 

 

//www.youtube.com/watch?v=lW7UOR68poQ

 

До встречи на страницах блога!

auto-ru.ru

Каким бывает впрыск топлива

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.

Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.

Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.

Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.

При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №4 2008 год
Фото
фото из архива “Клаксона”

www.motorpage.ru

Системы впрыска топлива бензиновых двигателей: виды и принцип работы

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных видов систем впрыска топлива, которые отличаются способом образования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Схема работы системы моновпрыска

Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов:

  • Регулятор давления — обеспечивает постоянную величину рабочего давления 0,1 МПа и предотвращает появление воздушных пробок в топливной системе.
  • Форсунка впрыска — осуществляет импульсную подачу бензина во впускной коллектор двигателя.
  • Дроссельная заслонка — выполняет регулирование объема подаваемого воздуха. Может иметь механический или электрический привод.
  • Блок управления — состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит эталонные данные характеристики впрыска топлива.
  • Датчики положения коленчатого вала двигателя, положения дроссельной заслонки, температуры и т.д.

Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме:

  • Двигатель запущен.
  • Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления.
  • Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и, на основе этой информации, блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки.
  • На электромагнитную катушку направляется сигнал об открытии форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где он смешивается с воздухом.
  • Смесь топлива и воздуха подается в цилиндры.

Распределенный впрыск (MPI)

Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Схема работы системы с распределенным впрыском

Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic,  L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение.

Принцип действия распределенного впрыска:

  • В двигатель подается воздух.
  • При помощи ряда датчиков определяется объем воздуха, его температура, скорость вращения коленчатого вала, а также параметры положения дроссельной заслонки.
  • На основе полученных данных электронный блок управления определяет объем топлива, оптимальный для поступившего количества воздуха.
  • Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на требуемый промежуток времени.

Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независимо от режима работы мотора. При этом смесь сгорает практически полностью, благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу.

Схема работы системы непосредственного впрыска

Такая система впрыска имеет сложную конструкцию и восприимчива к качеству топлива, что делает ее дорогостоящей в производстве и эксплуатации. Поскольку форсунки работают в более агрессивных условиях, для корректной работы такой системы необходимо обеспечение высокого давления топлива, которое должно быть не менее 5 МПа.

Конструктивно система непосредственного впрыска включает в себя:

  • Топливный насос высокого давления.
  • Регулятор давления топлива.
  • Топливная рампа.
  • Предохранительный клапан (установлен на топливной рампе для защиты элементов системы от повышения давления больше допустимого уровня).
  • Датчик высокого давления.
  • Форсунки.

Электронная система впрыска такого типа от компании Bosch получила наименование MED-Motronic. Принцип ее действия зависит от вида смесеобразования:

  • Послойное — реализуется на малых и средних оборотах двигателя. Воздух подается в камеру сгорания на большой скорости. Топливо впрыскивается по направлению к свече зажигания и, смешиваясь на этом пути с воздухом, воспламеняется.
  • Стехиометрическое. При нажатии на педаль газа происходит открытие дроссельной заслонки и осуществляется впрыск топлива одновременно с подачей воздуха, после чего смесь воспламеняется и полностью сгорает.
  • Гомогенное. В цилиндрах провоцируется интенсивное движение воздуха, при этом на такте впуска происходит впрыск бензина.

Непосредственный впрыск топлива в бензиновом двигателе — наиболее перспективное направление в эволюции систем впрыска. Впервые он был реализован в 1996 году на легковых автомобилях Mitsubishi Galant, и сегодня его устанавливают на свои автомобили большинство крупнейших автопроизводителей.

techautoport.ru

Комбинированный впрыск топлива или непосредственно-распределенный,что это такое?

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.

Для уменьшения выбросов в атмосферу и исполнения экологических норм ЕВРО-6 концерн VAG (Volkswagen Audi Gruppe) и чуть позже Toyota разработали комбинированную систему впрыска топлива объединяющую систему непосредственного впрыска и систему распределенного впрыска на одном двигателе. При изменении режимов работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления переключает работу между системами впрыска. В результате инженерам удалось на двигателях с комбинированным впрыском увеличить мощность, крутящий момент, сократить расход топлива, уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду и соответствовать экологическим нормам.

Сейчас комбинированная или непосредственно-распределенная система впрыска устанавливается на двигателях VAG TFSI объемом 1,8 и 2,0 литра и Toyota 6AR-FSE 2,0 литра. Система питания с комбинированным впрыском включает в себя элементы обоих систем: форсунки, топливную рампу высокого давления, форсунки, топливную рампу низкого давления, а также насос высокого давления обеспечивающий питание обеих систем.

Элементы обеих топливных систем установлены так же как на двигателях присущих им. Работа непосредственно-распределенной системы впрыска осуществляется в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При пуске, прогреве, а так же при максимальной нагрузке активна система непосредственного (прямого) впрыска топлива. И при разных режимах идет разное количество инжекции топлива например: при запуске – три впрыска на такте сжатия; на холодном двигателе – один впрыск на такте впуска; при прогреве двигателя и движении с максимальной нагрузкой – два впрыска, один на такте впуска, другой на такте сжатия. Форсунки непосредственного впрыска периодически подключаются для предотвращения их засорения. Система распределенного впрыска подключается только при частичной нагрузке и на средних мощностных характеристиках работы двигателя. В основном этот режим работы присущ размеренной городской езде с частыми остановками и стартами автомобиля.

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаОптимизация режимов впрыска топлива в соответствии с режимами работы двигателя позволяет достичь минимального выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Необходимо отметить, что при выходе из строя одной из систем впрыска двигатель продолжает работать в аварийном режиме, а автомобиль имеет возможность двигаться.

allavtoengine.ru

Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 декабря 2018; проверки требуют 3 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 декабря 2018; проверки требуют 3 правки.

Система непосредственного впрыска топлива (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI)) — инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, у которой форсунки расположены в головке блока цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры. Топливо подается под большим давлением в камеру сгорания каждого цилиндра в противоположность стандартной системе распределённого впрыска топлива, где впрыск производится во впускной коллектор.

Такие двигатели более экономичны (до 20 % экономии[1]), отвечают более высоким экологическим стандартам, однако и более требовательны к качеству топлива.

Аббревиатура GDI подразумевает систему непосредственного впрыска на двигателях Mitsubishi. Это произошло потому, что впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI, устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi.[1] Это утверждение верно лишь частично. Так первый серийный двигатель с непосредственным впрыском был изготовлен Daimler-Benz DB 601Messerschmitt Bf.109E. Впервые непосредственный впрыск топлива на автомобиле Mercedes W196, на котором знаменитый Фанхио выиграл сезоны 54 и 55 года. Mitsubishi первыми применила электронно-управляемый непосредственный впрыск что позволило применить на некоторых режимах суперобедненную смесь.

Согласно SAE J1930, система непосредственного впрыска имеет наименование DFI, direct fuel injection (рус. «непосредственный впрыск топлива»). В то же время, производители двигателей часто дают системам непосредственного впрыска собственные торговые наименования, например:

GDI состоит из следующих составляющих:

ru.wikipedia.org

Вам может понравится

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о