Инжекторная система подачи (впрыска) топлива бензиновых и дизельных двигателей: что такое джетроник

Audi 200 Look 20V quattro › Бортжурнал › Механический впрыск. Основные системы Jetronic

Меня многие спрашивают всегда что такое этот джетроник, где стоит, почеву его боятся, но я решил превести кое какие пояснения по этому поводу в своем БЖ, многим должно быть интересно.

Jetronic™ — коммерческое обозначение СВТ, разработанных немецкой компанией Robert Bosch GmbH для автомобильных бензиновых моторов и широко применявшихся в европейском автомобилестроении с конца 1960-х до 2000-х годов (ту или иную систему Jetronic использовали все без исключения европейские производители массовых автомобилей).

D-Jetronic
От немецкого Druck — давление. Электронноуправляемая СВТ, регулирующая подачу бензина по импульсному циклу на основе показаний датчика абсолютного давления. Разработана в середине 1960-х годов как возможная массовая замена постоянно усложняющимся карбюраторам. Впервые появилась на Volkswagen Typ-3 66-го модельного года. Наиболее известные носители: Volkswagen Typ-4, Porsche 914/4, Mercedes-Benz W114 (CE), Mercedes-Benz W108/109 (SE), Opel Commodor/Admiral/Diplomat 2.8, Citroen DS21/DS23/SM, Volvo P1800, Volvo 142/144, Saab 99E, Renault R17, Lancia 2000HF. Последними машинами с данной СВТ стали модели 75-го модельного года Jaguar XJ-S и Jaguar XJ Mark-I.
В данной СВТ состав смеси определяется по принципу карбюраторных моторов — на основе уровня разрежения во впускном коллекторе. Помимо датчика абсолютного давления, расположенного в задроссельном пространстве впускного коллектора, данная СВТ обязательно имеет общую дроссельную заслонку на все цилиндры, электрический бензонасос низкого давления, электромагнитные форсунки по числу цилиндров, общую электромагнитную форсунку холостого хода. За исключением дроссельной заслонки и терморегулятора холостого хода какие-либо механические узлы, влияющие на регулировку качества/количества смеси отсутствуют. Общее управление осуществляется электронным аналоговым модулем. Обратная связь не предусмотрена.
В середине 1970-х исключительно ввиду низкой надёжности аналоговых модулей управления, на некорректную работу которых приходилось подавляющая часть обращений в сервис, была практически вытеснена из крупносерийного автомобилестроения. Сама же идея электронноуправляемой СВТ на основе датчика абсолютного давления не была забыта и реализована тем же Bosch в 2000-х и далее.

K-Jetronic
От немецкого Kontinuierlich — непрерывный. Изначально механическая СВТ, без наличия какой-либо управляющей электроники, регулирующая подачу бензина по непрерывному циклу посредством механического расходомера воздуха. Была разработана в начале 1970-х как возможная замена механическим СВТ на основе дизельных ТНВД, типа Bosch/Kugelfischer. Ввиду сложности и дороговизны применялась только на относительно мелкосерийных модификациях псевдоспортивного плана. Впервые появилась на Porsche 911 2.4 73-го модельного года для американского рынка. Наиболее известные носители: Porsche 911 74-83, Porsche 911 turbo 75-89, Porsche 924/924 turbo, Porsche 928 78-85, Mercedes-Benz W116 (SE), Audi 80 GTE, Volkswagen Scirocco GTi/GLi, Audi 100 5E, Volkswagen Golf GTi (I), Volkswagen Golf (II), Ford Capri/Granada 2.8, Ford Escort RS/XR3i 1.6 (Mark-III и Mark-IV), Ferrari 512BB. Последней машиной с данной СВТ стал Porsche 911 turbo (typ-964) 91-92.[1]
Визуальной особенностью данной СВТ является уникальный агрегат, состоящий из дозатора-распределителя, механически регулирующего подачу бензина в зависимости от силы воздушного потока (объёма воздуха, проходящего через тарированный рестриктор). Индивидуальные топливопроводы, отходящие от распределителя, имеют некое визуальное сходство с распределителем зажигания, но в отличие от последнего, в топливном распределителе нет вращающихся деталей и топливо поступает во все трубопроводы с одинаковым давлением и постоянно. Помимо дозатора-распределителя данная СВТ обязательно имеет общую дроссельную заслонку (одно- или последовательно открывающуюся двух-дроссельную), находящуюся за дозатором, а также различные механические клапаны, срабатывающие либо от терморегуляторов, либо от разрежения в вакуум-системе, являющейся неотъемлемой частью K-Jetronic.

В поздних модификациях — KE-Jetronic — СВТ была дополнена различными электроклапанами и лямбда-зондом для обратной связи в случае применения на машинах с трёхкомпонентным катализатором. Однако электрооборудование всегда несло только вспомогательные функции.
K-Jetronic оказалась системой сложной, дорогой и требующей квалифицированного ТО. Она не получила широкого распространения. Её уделом были относительно дорогие машины. Глобальным минусом данной СВТ были её механическая изощрённость при относительно невысокой надёжности. И хотя СВТ могла быть совмещена с катализаторами, как только электронные цифровые модули управления вышли на новый уровень надёжности, механическая K-Jetronic почти сразу оказалась забыта.

L-Jetronic
От немецкого Luftmasse — воздушная масса. Электронноуправляемая СВТ, регулирующая подачу бензина по импульсному циклу на основе показаний датчика массового расхода воздуха. Была разработана в конце 1970-х, как более технологичная и безотказная система для дорожных машин среднего и высокого ценовых сегментов. В работе система использует тот же принцип, что и K-Jetronic — качество смеси определяется исходя из объёма воздуха, прошедшего за единицу времени через рестриктор определённого диаметра. Впервые появилась на Porsche 944 82-го модельного года. Впоследствии стала настолько массовой, что применялась практически всеми известными европейскими производителями автомобилей.
Вторая электронноуправляемая СВТ от Bosch стала возможна в первую очередь ввиду повышения надёжности электронных блоков управления до уровня, близкому к абсолютному. И хотя первый образцы данной СВТ имели механический расходомер, её принципиальной основой на будущее стала технологическая новинка от Bosch — датчик массового расхода воздуха на основе накаливающейся нити. СВТ поначалу нередко именовалась как LH-Jetronic (от немецкого Luftmasse-Hitzdraht/нить накаливания), но позже даже сама Bosch вернулась к просто L-Jetronic. Помимо датчика массового расхода воздуха данная L-Jetronic обязательно имеет общую дроссельную заслонку на все цилиндры, электрический бензонасос низкого давления и электромагнитные форсунки по числу цилиндров, льющие бензин в задроссельное пространство впускного коллектора. Обратная связь была предусмотрена, но данная СВТ могла работать и без участия лямбда-зонда, который не является для L-Jetronic обязательным элементом.
L-Jetronic пережила несколько модернизаций (так называемые LE1, LE2, LE3) и оказалась работоспособной вплоть до уровня экологических требований EURO-III включительно. Постепенно была заменена более совершенными СВТ, в том числе и на основе датчиков массового расхода воздуха.

Что такое моновпрыск и как он работает

Современные автомобили по устройству системы, обеспечивающей подачу топлива в двигатель. разделяются на карбюраторные и инжекторные. Но также существует третий вариант топливной системы – моновпрыск. В своё время он стал промежуточным поколением между первыми двумя, поэтому имел и недостатки, и преимущества в работе. Что такое моновпрыск, как он работает, чем хорош – рассмотрим в данной статье.

Как устроен моновпрыск

Моновпрыск – это один из вариантов инжекторной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. Его характерной особенностью является подача топлива в общую для всех цилиндров камеру. В ней смешивается воздушно-топливная смесь и направляется в тот цилиндр, который находится в открытом состоянии.

В настоящий момент выпуска автомобилей с одной топливной форсункой не ведётся, однако можно встретить относительного много машин старого производства, работающих по такому принципу.

Устройство моновпрыска. 1 — электрический топливный насос; 2 — топливный фильтр; 3a — потенциометр дросселя; 3b — регулятор давления; 3c — форсунка; 3d — датчик температуры воздуха; 3e — активатор холостого хода дроссельной заслонки; 4 — датчик температуры двигателя; 5 — лямбда зонд; 6 — электронный блок управления (ЭБУ)

Моновпрыск был разработан и введён в эксплуатацию в процессе ухода автопроизводителей от карбюраторов. Сначала изобрели систему с одной форсункой, а позднее – распределённый впрыск для каждого цилиндра, используемый сейчас.

Конструкция прибора включает в себя непосредственно форсунку, работающую под давлением, датчик температуры воздуха, регулятор давления топлива и возвратную топливную магистраль. По современным рамкам давление топлива для работы моновпрыска довольно низкое. Для управления открытием и закрытием форсунки применяется электронный контроллер. За дозирование топлива отвечает электромагнитный клапан, а воздуха – дроссельная заслонка.

Регулятор давления в моновпрыске выполняет задачу стабилизации давления и предотвращения пропуска воздушных пробок после выключения двигателя (это облегчает пуск двигателя в дальнейшем).

Как работает моновпрыск

  1. В функциональной цепи моновпрыска располагается перед цилиндрами ДВТ. Через его форсунку топливо поступает в общую воздушную камеру.
  2. Подготовленная топливно-воздушная смесь отправляется в первый открывшийся цилиндр.
  3. Объём воздуха и топлива, передаваемый внутрь цилиндров, определяется различными датчиками, входящими в состав моновпрыска.
  4. Лишнее топливо возвращается из системы по обратной магистрали.

В рабочем цикле форсунка, сделанная в виде электромагнитного клапана, обеспечивает импульсный вброс горючего. В её конструкцию, как правило, входят распылительное сопло, запорный клапан, возвратная пружина и соленоид. Дроссельная заслонка, регулирующая поступление воздуха, управляется через электрический или механический привод.

Чем моновпрыск отличается от инжектора и карбюратора

Ключевое отличие моновпрыска от распределённого инжектора заключается в том, что здесь используется одна форсунка для всех цилиндров. У распределённого инжектора форсунки стоят на каждом цилиндре отдельно. Благодаря этому при его использовании топливо расходуется экономичнее. Кроме того, использование общей форсунки снижает срок эксплуатации двигателя.

Читайте также:  Замена ремня грм на ваз 2114 8 клапанов: пошаговая инструкция, фото и видео

Дело в следующем. Если форсунка начинает работать неправильно, создаётся плохая топливно-воздушная смесь, ухудшается работа двигателя, появляется дополнительный нагар, внутрь камер сгорания попадает влага и т.д. Таким образом, ухудшение состояния форсунки сказывается на всём блоке цилиндров. В случае с распределённой подачей горючего износ одной из форсунок сказывается на работе только одного цилиндра.

По сравнению с карбюраторными системами, моновпрыск позволяет быстро запустить двигатель за счёт специального клапана, запускающего все необходимые процессы.

Инжекторные системы подачи топлива (включая моновпрыск) не «страдают» таким типичными для карбюраторов болезнями, как частое засорение, забивание жиклёров, залипание иглы, необходимость регулировки в соответствии с пробегом.

Для водителей-обывателей, которые не разбираются в особенностях настройки карбюраторов и влиянии качества горючего на работу двигателя, инжекторная система удобнее, потому что долго сохраняет заданные при установке условия езды. Карбюраторная система, в свою очередь, со временем теряет настройки, поэтому начинает «сжигать» больше бензина.

Читайте также: Инжектор и карбюратор — в чем разница и что лучше?.

Плюсы и минусы моновпрыска

Главными преимуществами использования моновпрыска для подачи горючего в двигатель являются:

  • Простой и быстрый запуск мотора (по сравнению с карбюраторными вариантами).
  • Уменьшение расхода топлива с увеличением КПД двигателя, как при движении машины, так при запуске и работе вхолостую.
  • Отсутствие необходимости настраивать систему подачи топлива и создания топливно-воздушной смеси вручную. Всё регулируется автоматически в соответствии с данными датчиков температуры, кислорода и т.п.
  • Моновпрыск, как и другие инжекторные системы, сниженным уровнем выброса углекислого газа в атмосферу.
  • В отличие от инжектора, моновпрыск имеет более простую конструкцию.

На момент своего внедрения моновпрыск стал системой, которая позволила «посадить» за руль ещё большее количество обычных людей, далёких от понимания внутренних процессов автомобиля. Теперь состав топливной смеси регулировался автоматически, снижал расходы на горючее, улучшал КПД и снижал износ двигателя. Ранее, в эпоху карбюраторных двигателей, расход топлива зависел от настроек, которые нужно было задавать вручную и регулировать в зависимости от стиля вождения, дорожных условий, поведения двигателя и других факторов.

Но сегодня моновпрыск – устаревшая технология, проигрывающая системам с распределённым вбросом горючего практически во всём:

  • Комплектующие и запасные части для моновпрыска редки и дорого стоят. Для некоторых элементов сейчас уже невозможно найти замену.
  • Отклонения в качестве топлива приводят к сильному «плаванию» оборотов двигателя.
  • Для диагностики, ремонта и настройки моновпрыска необходимо специальное оборудование, которое нецелесообразно приобретать для гаражного использования.
  • В моновпрыске топливно-воздушная смесь разное время находится в камере и проходит разное расстояние до попадания в цилиндр. Это снижает качество его прогорания и увеличивает расходы на бензин.

В целом, распределённые инжекторы – это современные топливные системы, которые менее требовательны к качеству топлива, снижают износ элементов системы, делают работу двигателя более стабильной и полезной (по КПД).

Читайте также: Что такое лямбда зонд и как он работает.

Видео на тему


Особенности и разновидности систем подачи топлива современных двигателей внутреннего сгорания

В каждом современном автомобиле есть система подачи топлива. Ее предназначение заключается в подаче топлива из бака в мотор, его фильтрации, а также образовании горючей смеси с последующим ее поступлением в цилиндры ДВС. Какие бывают виды СПТ и в чем заключается их отличия — об этом мы расскажем ниже.

Общие сведения

Как правило, большая часть систем впрыска схожи между собой, принципиальное различие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, вне зависимости от того, о бензиновых или дизельных двигателях идет речь:

  1. Бак, в котором хранится горючее. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки горючего от грязи.
  2. Топливные магистрали представляют собой набор патрубков и шлангов, предназначенный для подачи топлива из бака в двигатель.
  3. Узел смесеобразования, предназначенный для образования горючей смеси, а также дальнейшей ее передачи в цилиндры, в соответствии с тактом работы силового агрегата.
  4. Управляющий модуль. Он используется в инжекторных моторах, это связано с необходимостью контроля различных датчиков, клапанов и форсунок.
  5. Сам насос. Как правило, в современных авто применяются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размерам и мощности электромотор, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства реализуется с помощью топлива. Если в бензобаке будет менее пяти литров горючего, это может привести к поломке мотора.

СПТ на моторе ЗМЗ-40911.10

Особенности топливного оборудования

Для того, чтобы отработанные газы меньше загрязняли окружающую среди, автомобили оборудуются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало понятно, что их использование является целесообразным только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть если в образовании эмульсии имеются отклонения, то эффективность использования катализатора значительно снижается, именно поэтому со временем производители авто перешли с карбюраторов на инжекторы. Тем не менее, их эффективность также была не особо высокой.

Чтобы система могла в автоматическом режиме корректировать показатели, впоследствии в нее был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика, используется блок управления, это выдает довольно неплохие показатели.

Какие преимущества характерны для таких систем:

  1. Возможность увеличения эксплуатационных характеристик силового агрегата. При правильной работе мощность двигателя может быть выше 5% заявленной производителем.
  2. Улучшение динамических характеристик авто. Инжекторные моторы достаточно чувствительные по отношению к изменению нагрузок, поэтому они могут самостоятельно корректировать состав горючей смеси.
  3. Образованная в правильных пропорциях горючая смесь сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
  4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично запускаются при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов. Разумеется, если речь не идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство инжекторной системы подачи топлива

Теперь предлагаем ознакомиться с устройством инжекторной СПТ. Все современные силовые агрегаты оборудуются форсунками, их число соответствует количеству установленных цилиндров, а между собой эти детали соединяются с помощью рампы. Само горючее в них содержится под невысоким давлением, которое создается благодаря насосному устройству. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго открыта форсунка, а это, в свою очередь, контролируется управляющим модулем.

Для корректировки блок получает показания с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными устройствами:

  1. Расходомер или ДМРВ. Его предназначение заключается в определении наполненности цилиндра двигателя воздухом. Если в системе имеются неполадки, то его показания блок управления игнорирует, а для формирования смеси использует обычные данные из таблицы.
  2. ДПДЗ — положения дросселя. Его назначение заключается в отражении нагрузки на мотор, которая обусловлена положением дроссельной заслонки, оборотами мотора, а также цикловым наполнением.
  3. ДТОЖ. Контроллер температуры антифриза в системе позволяет реализовать управления вентилятором, а также произвести регулировку подачи горючего и зажигания. Разумеется, все это корректирует блок управления, основываясь на показаниях ДТОЖ.
  4. ДПКВ — положения коленвала. Его назначение заключается в синхронизации работы СПТ в целом. Устройство осуществляет расчет не только оборотов силового агрегата, но и положения вала в определенный момент. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно, его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
  5. Лямбда-зонд или кислородный датчик. Он используется для определения объема кислорода в выхлопных газах. Данные от этого устройства поступают на управляющий модуль, который, основываясь на них, производит корректировку горючей смеси (автор видео — Avto-Blogger.ru).

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

Что такое Джетроник, какие бывают виды СПТ бензиновых двигателей?

Предлагаем более подробно ознакомиться с вопросом разновидностей:

  1. СПТ с центральным впрыском. В данном случае бензин подача бензина реализуется благодаря форсункам, находящимся во впускном коллекторе. Так как форсунка используется только одна, такие СПТ также называются моовпрысками. В настоящее время такие СПТ не актуальны, поэтому в более современных авто они попросту не предусмотрены. К основным достоинствам таких систем относятся простота эксплуатации, а также высокая надежность. Что касается минусов, то это пониженная экологичность мотора, а также довольно высокий расход горючего.
  2. СПТ с распределенным впрыском или К-Джетроник. В таких узлах предусматривается подача бензина отдельно на каждый цилиндр, который оборудован форсункой. Сама горючая смесь формируется во впускном коллекторе. На сегодняшний день большая часть силовых агрегатов оборудуются именно такими СПТ. К их основным достоинствам можно отнести довольно высокую экологичность, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования по отношению к качеству потребляемого бензина.
  3. С непосредственным впрыском. Такой вариант считается одним из наиболее прогрессивных, а также совершенных. Принцип действия данной СПТ заключается в прямом впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие СПТ дают возможность добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процедуру сгорания смеси и во многом повысить эффективность работы ДВС и его мощность. Ну и, разумеется, снизить объем отработавших газов. Но нужно учитывать, что такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, более сложную конструкцию, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
  4. СПТ с комбинированным впрыском. Данный вариант является, по сути, результатом объединения СПТ с распределенным и непосредственным впрыском. Как правило, он используется для того, чтобы снизить объем токсичных веществ, вбрасываемых в атмосферу, а также отработанных газов. Соответственно, используется он для повышения показаний экологичности мотора.
  5. Система L-Джетроник еще использовалась в бензиновых двигателях. Это система попарного впрыска топлива.
Читайте также:  Как правильно выбрать ширину ремня грм при замене: советы, фото и видео

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Виды систем впрыска дизельных ДВС

Основные виды СПТ в дизельных двигателях:

  1. Насос-форсунки. Такие СПТ используются для подачи, а также дальнейшего впрыска образованной эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основной особенностью таких СПТ является то, что насос-форсунки выполняют опции образования давления, а также непосредственно впрыска. Такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оборудованном специальным приводом постоянного тип от распределительного вала силового агрегата. Этот узел является не отключаемым, соответственно, он способствует повышенному износу конструкции в целом.
  2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей отдают предпочтение СПТ типа Common Rail или аккумуляторного впрыска. Такой вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. СПТ имеет такое название в результате использования топливной рамы — основного элемента конструкции. Рампа используется одна для всех форсунок. В данном случае подача топлива осуществляется к форсункам от самой рампы, она может называться аккумулятором повышенного давления.
    Подача горючего осуществляется в три этапа — предварительный, основной, а также дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрации при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе возгорания смеси. Кроме того, это также позволяет и снизить объем вредоносных выбросов в окружающую среду.

Вне зависимости от вида СПТ, дизельные агрегаты тоже управляются с помощью электронных либо механических устройств. В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объема составляющих смеси и момента впрыска. Что касается электронных вариантов, то они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

Видео «Управление системой впрыска топлива»

Как производится управления работой СПТ — наглядный урок представлен в ролике ниже (автор видео — Михаил Нестеров).

Виды и особенности работы систем впрыска бензиновых двигателей

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 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.

Система распределенного впрыска K-Jetronic: устройство и принцип действия

Для гарантии непрерывного впрыска воздушно-бензиновой смеси в рабочие цилиндры ДВС, вне зависимости от позиционирования автомобиля относительно линии горизонта, в недрах конструкторских бюро была создана механистическая система распределенного впрыска. Ее название – K-Jetronic.

Изначально данная концепция рассматривалась как замена стремительно устаревающему карбюраторному впрыску и в базе своей имела достаточно сложную организацию, в состав которой были вписаны несколько ключевых компонентов.

Читайте также:  Видеорегистратор parkcity (парксити): обзор, модели и инструкция по эксплуатации

Устройство системы K-jetronic

  • Традиционной дроссельной заслонкой;
  • Воздушным расходомером;
  • Топливным дозатором-распределителем;
  • Регулятором, управляющим давлением;
  • Пусковой форсункой;
  • Впрыскивающими форсунками;
  • Термическим реле;
  • Клапаном добавочного воздуха.

Назначение дроссельной заслонки, которая управляется с помощью механического привода, связывающего ее с педалью акселератора (газа), заключается в регулировании подачи объема воздуха, идущего на образование рабочей топливной смеси.

При помощи воздушного расходомера осуществляется замер порций воздуха, отмеряемых за счет пропорционального смещения напорного диска, соединенного системой из двух рычагов с поршнем дозаторного распределителя.

После открывания заслонки дросселя во впускной коллектор поступает ограниченный объем воздуха, смещающий нагнетательный (напорный) диск, зафиксированный на рычаге. На этом же рычаге, через ось, закреплен упорный рычаг поршня распределения топлива, роликом опирающийся на поршень и имеющий на своем конце винт регулирования качества подготавливаемой к впрыску смеси.

Распределительный дозатор служит для реализации перераспределения полученной смеси топлива с воздухом по форсункам при разнообразных двигательных нагрузках. Поскольку снизу на поршень оказывается воздействие со стороны рычага напорного диска, а сверху – давление, создаваемое в регуляторе управляющего давления, согласующим результатом этих воздействий оказывается подготовка топливно-воздушной смеси в стехиометрическом соотношении (1 к 14.7), необходимом для качественной работы катализатора. Следствием использования такого конструкционного решения оказывается увеличенный срок его службы.

Вместе с тем регулятор, управляющий давлением, служит для сохранения в системе неизменного по своей величине давления топлива. Он создает необходимые условия для поддержания подпорного давления на верхушке плунжера, вследствие чего создаются предпосылки для формирования обогащенной, либо обедненной воздушно-топливной смеси. Что, в свою очередь, гарантирует безотказную работу двигателя в различных режимах, в частности:

  • при его холодном запуске;
  • при прогреве в режиме холостого хода;
  • при пиковой нагрузке.

Чтобы добиться беспроблемного запуска двигателя в условиях пониженных наружных температур (менее 10 °C), система K-Jetronic содержит два конструкционных элемента: пусковую форсунку и клапан добавочного воздуха.

Благодаря наличию форсунки пуска, когда двигатель только запускается или работает в режиме прогрева на холостых оборотах, осуществляется подача дополнительной порции топлива во впускной коллектор двигателя. Работает эта форсунка в паре с термическим реле, которое исполняет ее управляющую роль.

Термореле монтируется на блоке цилиндров силового агрегата и служит для контроля температуры охлаждающей жидкости, циркулирующей по его рубашке. Как понятно из вышесказанного, при низкой температуре окружающего воздуха, реле подает сигнал на пусковую форсунку. При достижении запрограммированного уровня температуры охлаждающей жидкости форсунка прекращает свою работу.

Для того, чтобы обеспечить постоянную подачу топлива под давлением, используются индивидуальные для каждого цилиндра форсунки впрыска.

Клапан добавочного воздуха служит для подачи дополнительной воздушной порции, когда осуществляется запуск мотора без задействования дроссельной заслонки. При холодном двигателе клапан полностью открыт, как только мотор начинает прогреваться, клапан, под воздействием биметаллической пластины, связанной с клапанной диафрагмой, постепенно прикрывается вплоть до полного перекрытия подачи воздуха.

В качестве регулировочных инструментов холостого хода завод-производитель силовой установки использует специальные регулировочные винты:

  • Первый из них используется для установки частоты вращения коленчатого вала при холостом ходе;
  • Второй – для регулирования качественных характеристик смеси, влияющих на концентрацию в выхлопе угарного газа.

Принцип работы K-jetronic

Нажатие на педаль акселератора активирует дроссельную заслонку, которая открывается. Воздух, поступающий через заслонку, воздействует на напорный диск воздушного расходомера. Диск при этом смещается, что обеспечивает движение плунжера дозатора-распределителя.

Под неизменным давлением, которое гарантируется наличием в системе регулятора давления, топливо подается к распределительному дозатору. Через кинематическую связь плунжера дозатора и диска воздушного расходомера осуществляется регулировка давления топливной смеси, поступающей в форсунки.

При постоянстве диаметра каналов впрыска форсунок, объем подаваемого топлива зависит от давления, развиваемого на входе в форсунки. Топливная дозировка реализована через синхронизированную работу воздушного расходомера и топливного дозатора и напрямую связана с режимом работы силового агрегата.

Увеличение оборотов двигателя в момент пуска и при работе в режиме холостого хода обеспечивается за счет подачи дополнительной порции воздуха, проходящего во впускной коллектор через специальный клапан (доп. подачи воздуха), и одновременно с воздухом подается и дополнительная порция топлива. За подачу топлива отвечает пусковая форсунка.

Недостатки системы впрыска K-jetronic

На практике система K-Jetronic продемонстрировала изменение параметров создаваемой смеси. Ведь, несмотря на то, что ее разработчики рассчитывали на получение стабильных результатов, на деле происходило не только загрязнение, но и износ взаимодействующих пар конструкции, что дисгармонично сказывалось на конечных параметрах системы в целом.

При изнашивании цилиндро-поршневой группы возрастал объем картерных газов, которые стало необходимым дожигать, а образование продуктов сгорания, оседающих в системе, приводило к сужению сечений загрязняющегося со временем впускного коллектора.

В итоге поступающее в цилиндр количество воздуха также сокращалось и прекращало соответствовать заветному соотношению 1 к 14.7. Помимо этого не оставались в своей первозданности и форсунки. Постепенное засорение выпускных каналов (отверстий) в определенный момент времени становилось вне допустимых норм, и приводило к чрезмерному обеднению смеси.

Система распределенного впрыска L-Jetronic

Система распределенного впрыска L-Jetronic является системой импульсного впрыска с электронным управлением количественным и качественным составом топливно-воздушной смеси. Для обеспечения импульсного впрыска топлива в системе применены форсунки с электромагнитным управлением.

В сравнении с системами K-Jetronic и KE-Jetronic, импульсный впрыск, реализованный в системе L-Jetronic, обеспечивает топливную экономичность, снижение токсичности отработавших газов и улучшение динамических характеристик автомобиля.

Конструкция системы впрыска L-Jetronic включает распределительную магистраль, форсунки впрыска, регулятор давления топлива, расходомер воздуха, пусковую форсунку, клапан добавочного воздуха, а также обязательные элементы электронного управления – входные датчики и блок управления.

Распределительная магистраль предназначена для распределения топлива по форсункам впрыска.

Форсунка впрыска обеспечивает импульсный впрыск топлива за счет электромагнитного управления иглой распылителя.

Регулятор давления топлива служит для поддержания постоянного давления в распределительной магистрали системы, а также для устранения пульсаций топлива, возникающих при работе форсунок впрыска.

Электронный блок управления принимает сигналы от входных датчиков и преобразует их в управляющие воздейтвия на следующие исполнительные устройства, в качестве которых выступают форсунки впрыска, пусковая форсунка и клапан добавочного воздуха.

Основными управляющими параметрами, формируемыми электронным блоком управления, являются необходимый объем впрыскиваемого топлива и время начала впрыска.

Расходомер воздуха обеспечивает количественное регулирование топливно-воздушной смеси. Объем поступающего в систему воздуха отслеживается потенциометрическим датчиком расходомера. В соответствии с объемом воздуха производится впрыск определенного количества топлива.

Для облегчения пуска холодного двигателя и быстрого его прогрева в системе используются пусковая форсунка и клапан добавочного воздуха. Форсунка и клапан управляются электронным блоком.

Пусковая форсунка впрыскивает дополнительную порцию топлива. Работа форсунки обеспечивается термореле и датчиком температуры охлаждающей жидкости. Клапан добавочного воздуха обеспечивает при запуске дополнительную порцию воздуха. Он устанавливается параллельно дроссельной заслонки.

В системе предусмотрена механическая регулировка количества и качества топливно-воздушной смеси на холостом ходу за счет соответствующих винтов. Винт качества устанавливается в обводном канале расходомера воздуха. Он регулирует содержание угарного газа в отработавших газах. Винт количества устанавливается в обводном канале дроссельной заслонки. Он регулирует обороты холостого хода.

Входные датчики фиксируют параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. В системе L-Jetronic устанавливаются следующие датчики: температуры воздуха, потенциометр расходомера воздуха, положения дроссельной заслонки, высоты над уровнем моря, распределитель зажигания, температуры охлаждающей жидкости, термореле.

Разновидностями системы L-Jetronic являют системы LE-Jetronic, LH-Jetronic, которые имеют отдельные конструктивные отличия.

Принцип действия системы L-Jetronic

Топливная система обеспечивает подачу бензина к распределительной магистрали, от которой оно поступает к форсункам впрыска. Входные датчики фиксируют температуру, давление и объем поступающего воздуха, температуру, частоту вращения и нагрузку двигателя. Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления.

Электронный блок управления определяет необходимое количество топлива для работы двигателя и подает импульс определенной продолжительности на электромагнитный клапан форсунки впрыска. Форсунка производит впрыск заданного количества топлива в определенное время. При соединении топлива с воздухом образуется топливно-воздушная смесь, которая при открытии впускных клапанов поступает в камеры сгорания двигателя.

При пуске двигателя, его прогреве, а также во время работы под максимальной нагрузкой система обеспечивает образование обогащенной топливно-воздушной смеси. По сигналу датчика положения дроссельной заслонки система распознает указанные режимы и обеспечивает впрыск большего объема топлива. Смесь при этом обогащается.

При температуре ниже 10°С для создания обогащенной топливно-воздушной смеси используется пусковая форсунка и клапан добавочного воздуха.

Ссылка на основную публикацию