Bränsleförsörjningssystem. Insprutningssystem, beskrivning och funktionsprincip

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:34

Bränsleförsörjningssystemet behövs för tillförsel av bränsle från bensintanken, dess vidare filtrering, samt bildandet av en syre-bränsleblandning med dess överföring till motorcylindrarna. För närvarande finns det flera typer av bränslesystem. Det vanligaste under 1900-talet var förgasaren, men idag blir insprutningssystemet allt mer populärt. Det fanns också en tredje - singelinsprutning, vilket var bra bara för att det gjorde det möjligt att minska bränsleförbrukningen något. Låt oss ta en närmare titt på injektionssystemet och förstå dess funktionsprincip.

Allmänna bestämmelser

De flesta moderna motorbränslesystem liknar varandra. Skillnaden kan bara vara vid blandningsstadiet. Bränslesystemet innehåller följande komponenter:

1. Bränsletanken är en kompakt produkt som har en pump och ett filter för rengöring av mekaniska partiklar. Huvudsyftet är bränslelagring.
2. Bränsleledningar bildar ett komplex av slangar och rör för att flytta bränsle från tanken till blandningssystemet.
3. Enhetblandningsbildning. I vårt fall kommer vi att prata om injektorn. Denna enhet är utformad för att erhålla en emulsion (luft-bränsleblandning) och tillföra den till cylindrarna i tid med motorn.
4. Kontrollenhet för blandningsbildningssystemet. Den installeras endast på insprutningsmotorer, vilket beror på behovet av att styra sensorer, insprutare och ventiler.
5. Bränslepump. I de flesta fall används det nedsänkbara alternativet. Det är en elmotor med låg effekt som är kopplad till en vätskepump. Smörjning åstadkoms av bränsle, och långvarig användning av fordonet med mindre än 5 liter bränsle kan leda till fel på elmotorn.

Kort sagt, en injektor är en punkttillförsel av bränsle genom ett munstycke. Den elektroniska signalen kommer från styrenheten. Trots att injektorn har ett antal betydande fördelar jämfört med förgasaren, har den inte använts på länge. Detta berodde på produktens tekniska komplexitet, såväl som den låga underhållsbarheten för delar som misslyckades. För närvarande har punktinsprutningssystem praktiskt taget ersatt förgasaren. Låt oss titta närmare på varför injektorn är så bra och vilka egenskaper den har.

Funktioner för bränsleutrustning

Bilen har alltid varit föremål för miljöaktivisters uppmärksamhet. Avgaser släpps direkt ut i atmosfären, som är fylld med föroreningar. Diagnostik av bränslesystemet visade att mängden utsläpp vid felaktig blandningsbildning ökar markant. Av denna enkla anledning beslutades detinstallera en katalysator. Den här enheten visade dock bra resultat endast med en emulsion av hög kvalitet, och i händelse av några avvikelser sjönk dess effektivitet avsevärt. Det beslutades att ersätta förgasaren med ett mer exakt insprutningssystem, som var injektorn. De första alternativen inkluderade ett stort antal mekaniska komponenter och enligt forskning blev ett sådant system successivt sämre när fordonet användes. Detta var ganska naturligt, eftersom viktiga komponenter och fungerande delar blev smutsiga och misslyckades.

För att injektionssystemet skulle kunna korrigera sig självt skapades en elektronisk styrenhet (ECU). Tillsammans med den inbyggda Lamba-sonden, som sitter framför katalysatorn, gav detta bra prestanda. Man kan säkert säga att bränslepriserna idag är ganska höga, och insprutaren är bra bara för att den sparar bensin eller diesel. Dessutom finns det följande plus:

1. Ökad motorprestanda. I synnerhet ökade effekten med 5-10%.
2. Förbättra fordonets dynamiska prestanda. Injektorn är känsligare för belastningsförändringar och justerar emulsionens sammansättning på egen hand.
3. Optimal bränsle-luftblandning minskar mängden och toxiciteten hos avgaser.
4. Insprutningssystemet startar lätt oavsett väderförhållanden, vilket är en betydande fördel jämfört med förgasade motorer.

Bränsleinsprutningssystem och dess enhet

Först och främst är det värt att notera det faktum att moderna insprutningsmotorer är utrustade med munstycken, vars antal är lika med antalet cylindrar. Mellan sig är munstyckena förbundna med en ramp. Där finns bränslet under lätt tryck, och det skapas av en elektrisk anordning - en bensinpump. Mängden insprutat bränsle beror direkt på varaktigheten av munstycksöppningen, som bestäms av styrenheten. För detta tas indikatorer från olika sensorer som är installerade i hela fordonet. Nu ska vi överväga de viktigaste:

1. Luftflödessensor. Fungerar för att bestämma fylligheten av cylindrarna med luft. I händelse av ett haveri ignoreras avläsningarna och tabelldata tas som huvudindikatorer.
2. Gaslägessensor reflekterar belastningen på motorn, vilket beror på gasspjällsläge, luftcirkulation och motorvarvtal.
3. Köldmedietemperatursensor. Med hjälp av denna styrenhet implementeras kontrollen av den elektriska fläkten och korrigeringen av bränsletillförseln, såväl som tändning. I händelse av ett fel är omedelbar diagnostik av bränslesystemet inte nödvändig. Temperaturen tas beroende på förbränningsmotorns varaktighet.
4. Vevaxelns (vevaxel) lägessensor behövs för att synkronisera systemet som helhet. Styrenheten beräknar inte bara motorvarvtalet utan även dess position vid en viss tidpunkt. Eftersom det är en polär sensor, om den misslyckas, är ytterligare drift av fordonet inte möjlig.
5. Sensorsyre behövs för att bestämma andelen syre i gaser som släpps ut i atmosfären. Information från denna styrenhet överförs till ECU:n som, beroende på avläsningarna, korrigerar emulsionen.

Det är värt att uppmärksamma det faktum att inte alla fordon med injektor är utrustade med en syresensor. Endast de bilar som är utrustade med en katalysator med Euro-2 och Euro-3 toxicitetsstandarder har det.

Typer av injektionssystem: enkelpunktsinsprutning

För närvarande används alla system aktivt. De klassificeras beroende på antalet munstycken och platsen för bränsletillförseln. Det finns tre injektionssystem tot alt:

• single point (enkel injektion);
• multipoint (distribution);
• omedelbart.

Låt oss först titta på enpunktsinsprutningssystem. De skapades omedelbart efter förgasaren och ansågs vara mer avancerade, men tappar nu gradvis sin popularitet på grund av många anledningar. Det finns flera obestridliga fördelar med sådana system. De viktigaste är betydande bränslebesparingar. Med tanke på att bränslepriserna är ganska höga idag är en sådan injektor relevant. Intressant nog innehåller detta system något mindre elektronik, så det är mer pålitligt och stabilt. När information från sensorerna överförs till kontrollelementet ändras insprutningsparametrarna omedelbart. Det är mycket intressant att nästan vilken förgasad motor som helst kan konverteras till enpunktsinsprutning utan betydandestrukturella förändringar. Den största nackdelen med sådana system är den låga gasresponsen från förbränningsmotorn, såväl som avsättningen av en betydande mängd bränsle på uppsamlarens väggar, även om detta problem också var inneboende i förgasarmodeller.

Eftersom det bara finns ett munstycke i det här fallet är det placerat på insugningsröret i stället för förgasaren. Eftersom munstycket var på ett bra ställe och ständigt var under en ström av kall luft, var dess tillförlitlighet på högsta nivå, och designen var extremt enkel. Att spola bränslesystemet med enpunktsinsprutning tog inte mycket tid, eftersom det räckte med att blåsa ut endast ett munstycke, men ökade miljökrav ledde till utvecklingen av andra, modernare system.

Flerpunktsinsprutningssystem

Distribuerad injektion anses vara mer modern, komplex och mindre tillförlitlig. I detta fall är varje cylinder utrustad med ett isolerat munstycke, som är placerat i insugningsröret i närheten av insugningsventilen. Därför utförs tillförseln av emulsionen separat. Som nämnts ovan, med en sådan injektion, kan förbränningsmotorns kraft ökas upp till 5-10%, vilket kommer att märkas när du kör på vägen. En annan intressant punkt: detta bränsleinsprutningssystem är bra eftersom munstycket är placerat mycket nära insugningsventilen. Detta minimerar bränsleansamling på grenrörets väggar, vilket resulterar i betydande bränslebesparingar.

Det finns flera typerflerpunktsinjektion:

1. Samtidigt - alla munstycken öppnar samtidigt.
2. Parparallell - öppning av munstycken i par. En injektor öppnar vid insugningsslaget och den andra före avgasslaget. För närvarande används ett sådant system endast vid tidpunkten för nödstart av förbränningsmotorn i händelse av ett fasfel (vevaxellägesgivare).
3. Fased - varje munstycke styrs separat och öppnas före insugningsslaget.

I det här fallet är systemet ganska komplext och förlitar sig helt på elektronikens noggrannhet. Till exempel kommer att spola bränslesystemet mycket längre eftersom varje injektor behöver spolas. Låt oss nu gå vidare och titta på en annan populär typ av injektion.

Direktinjektion

Insprutningsbilar med sådana system kan anses vara de mest miljövänliga. Huvudmålet med att introducera denna insprutningsmetod är att förbättra kvaliteten på bränsleblandningen och öka effektiviteten hos fordonsmotorn något. De främsta fördelarna med denna lösning är följande:

• noggrann atomisering av emulsionen;
• bildning av en blandning av hög kvalitet;
• effektiv användning av emulsion i olika skeden av ICE-drift.

Baserat på dessa fördelar kan vi säga att sådana system sparar bränsle. Detta märks särskilt när man kör tyst i tätorter. Om vi jämför två bilar med samma motorstorlek men olika insprutningssystem, t.ex. direkt och multipoint, så märksden bästa dynamiska prestandan kommer att vara i det direkta systemet. Avgaserna är mindre giftiga och den upptagna literkapaciteten blir något högre på grund av luftkylning och att trycket i bränslesystemet är något ökat.

Men du bör vara uppmärksam på hur känsliga system för direktinsprutning är för bränslekvaliteten. Om vi tar hänsyn till Rysslands och Ukrainas standarder, bör svavelh alten inte överstiga 500 mg per 1 liter bränsle. Samtidigt innebär europeiska standarder att innehållet i detta element är 150, 50 och till och med 10 mg per liter bensin eller diesel.

Om vi kort överväger detta system, ser det ut så här: munstyckena är placerade i cylinderhuvudet. Utifrån detta utförs insprutning direkt i cylindrarna. Det är värt att notera att detta insprutningssystem är lämpligt för många bensinmotorer. Som nämnts ovan används högt tryck i bränslesystemet, under vilket emulsionen tillförs direkt till förbränningskammaren, förbi insugningsröret.

Bränsleinsprutningssystem: mager gång

Lite högre undersökte vi direktinsprutning, som först användes på Mitsubishi-bilar, som hade förkortningen GDI. Låt oss ta en snabb titt på ett av huvudlägena - att köra på en mager blandning. Dess kärna ligger i det faktum att fordonet i det här fallet fungerar med lätta belastningar och måttliga hastigheter upp till 120 kilometer i timmen. Bränsleinsprutningen utförs av en ficklampaslutskedet av kompression. Reflekteras från kolven, bränslet blandas med luft och kommer in i tändstiftsområdet. Det visar sig att blandningen i kammaren är avsevärt utarmad, men dess laddning i området kring tändstiftet kan anses vara optimal. Detta räcker för att antända den, varefter resten av emulsionen också antänds. Faktum är att ett sådant bränsleinsprutningssystem säkerställer normal drift av förbränningsmotorn även vid ett luft/bränsleförhållande på 40:1.

Det här är ett mycket effektivt tillvägagångssätt som sparar mycket bränsle. Men det är värt att uppmärksamma det faktum att frågan om att neutralisera avgaser har blivit akut. Faktum är att katalysatorn är ineffektiv, eftersom kväveoxid bildas. I detta fall används avgasåterföring. Ett speciellt ERG-system låter dig späda ut emulsionen med avgaser. Detta sänker förbränningstemperaturen något och neutraliserar bildningen av oxider. Detta tillvägagångssätt tillåter dig dock inte att öka belastningen på motorn. För att delvis lösa problemet används en lagringskatalysator. Den senare är extremt känslig för bränslen med hög svavelh alt. Av denna anledning krävs periodisk inspektion av bränslesystemet.

Homogen blandning och 2-stegsdrift

Power Mode (homogen blandning) - idealisk för aggressiv körning i stadsområden, omkörningar samt körning på motorvägar och motorvägar. I det här fallet används en konisk ficklampa, vilket är mindre ekonomiskt än den tidigare versionen. Injektionutförs på insugningsslaget, och den resulterande emulsionen har vanligtvis ett förhållande på 14,7:1, det vill säga nära stökiometrisk. Faktum är att detta automatiska bränsletillförselsystem är exakt detsamma som distributionssystemet.

Tvåstegsläge innebär bränsleinsprutning på kompressionstakten, såväl som uppstart. Huvuduppgiften är en kraftig ökning av motorn. Ett slående exempel på den effektiva driften av ett sådant system är rörelse vid låga hastigheter och ett skarpt tryck på gaspedalen. I detta fall ökar sannolikheten för detonation avsevärt. Av denna enkla anledning, istället för ett steg, sker injektionen i två.

I det första steget sprutas en liten mängd bränsle in på insugningsslaget. Detta gör att du kan sänka temperaturen på luften i cylindern något. Vi kan säga att cylindern kommer att innehålla en extra mager blandning i ett förhållande av 60: 1, därför är detonation omöjlig som sådan. I slutskedet av kompressionstakten injiceras en bränslestråle, vilket ger emulsionen en rik i ett förhållande av ungefär 12:1. Idag kan vi säga att ett sådant motorbränslesystem endast introducerades för fordon på den europeiska marknaden. Detta beror på det faktum att höga hastigheter inte är inneboende i Japan, därför finns det inga höga belastningar på motorn. I Europa finns det ett stort antal motorvägar och autobahns, så förarna är vana vid att köra fort, och detta är en stor belastning på förbränningsmotorn.

Något annat intressant

Det är värt att uppmärksamma det faktum att, till skillnad från förgasarsystem, kräver insprutning att det sker en regelbunden kontroll av bränslesystemet. Detta beror på det faktum att ett stort antal komplex elektronik kan misslyckas. Som ett resultat kommer detta att leda till oönskade konsekvenser. Till exempel kommer överskottsluft i bränslesystemet att leda till en kränkning av emulsionssammansättningen och ett felaktigt blandningsförhållande. I framtiden påverkar detta motorn, instabil drift uppstår, styrenheter misslyckas etc. Faktum är att injektorn är ett komplext system som bestämmer när en gnista måste appliceras på cylindrarna, hur man levererar en högkvalitativ blandning till cylinderblock eller insugningsrör, när man ska öppna injektorerna och vilket förhållande mellan luft och bensin som ska finnas i emulsionen. Alla dessa faktorer påverkar den synkroniserade driften av bränslesystemet. Det intressanta är att utan de flesta kontrollerna kan maskinen fungera korrekt utan betydande avvikelser, eftersom det finns nödjournaler och tabeller som kommer att användas.

Effektiviteten hos förbränningsmotorn i vårt fall bestäms av hur korrekta data som tas emot från styrenheterna kommer att vara. Ju mer exakta de är, desto mindre är möjliga olika fel i bränslesystemet. Hastigheten i systemet som helhet spelar också en viktig roll. Till skillnad från förgasare krävs ingen manuell justering här, och detta eliminerar fel under kalibreringsarbetet. Följaktligen kommer vi att få en mer fullständig förbränning av blandningen och ett bättre system ekologiskt.

Slutsats

Avslutningsvis är det värt att berätta lite om de brister som är inneboende i injektionssystem. Den största nackdelen är den höga kostnaden för förbränningsmotorer. Förbii stort sett kommer kostnaden för sådana enheter att vara cirka 15 % högre, vilket är betydande. Men det finns andra nackdelar också. Till exempel kan en trasig bränslesystemventil i de flesta fall inte repareras, på grund av en läcka, så du behöver bara byta den. Detta gäller även utrustningens underhållsbarhet i allmänhet. Vissa komponenter och delar är mycket lättare att köpa nya än att spendera pengar på reparation. Denna kvalitet är inte inneboende i förgasarfordon, där du kan sortera ut alla viktiga komponenter och återställa deras prestanda utan att spendera mycket tid och ansträngning. Utan tvekan repareras det elektroniska bränsleförsörjningssystemet med stor ansträngning och medel. Sofistikerad elektronik kommer sannolikt inte att repareras vid den första tillgängliga bensinstationen.

Tja, vi pratade med dig om vad injektionssystem är. Som du kan se är detta ett mycket intressant samtalsämne. Du kan prata mycket mer om vilka bra munstycken och möjligheten att omedelbart justera motorn. Men vi har redan pratat om huvudpunkterna. Kom ihåg att bränslesystemet i en bensinmotor bör inspekteras regelbundet för eventuella defekter. Till exempel, på grund av den låga kvaliteten på bränsle, som faktiskt är inneboende i vårt land, blir munstycken ofta igensatta. På grund av detta börjar motorn att fungera intermittent, kraften sjunker, blandningen blir för mager eller vice versa. Allt detta har en mycket dålig effekt på bilen som helhet, så det behövs konstant och regelbunden övervakning. Försök dessutom att endast fylla på bensin som rekommenderas av tillverkaren av ditt fordon.