Многопортовый впрыск топлива – Комбинированная система впрыска топлива TFSI: сжигает всё без остатка. Многопортовый впрыск топлива

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.

Послойный и распределенный впрыск топлива

Распределенный впрыск топлива — специальная система, устанавливаемая на двигатель, которая отвечает за подачу топливной жидкости в камеру сгорания. Эта система применяется абсолютно на всех инжекторных автомобилях, однако различается по своему характеру:

  • Механический;
  • Послойный;
  • Непосредственный;
  • Моновпрыск.

Самой известной и распространенной моделью этой системы стал послойный впрыск, с помощью которого подача топливо-воздушной смеси происходит отдельно на каждый цилиндр по определенной схеме. Для такого типа подачи необходимы специальные распределительные форсунки.

Понятие последовательности впрыска

Впрыск топливаВпрыск топлива

На последовательность или фазы впрыска влияют следующие показатели:

  • На каждый отдельный цикл работы двигателя приходится одна фаза впрыска каждой отдельной форсунки;
  • Время этой фазы для каждого типа двигателя может быть разным, однако количество топлива в основном одинаково.

Ключевой особенностью непосредственного впрыска является значительная экономия топлива, отдельные исследования показывают экономию до 15%.

Суть распределенного впрыска топлива

Если говорить более простым языком, то распределенный впрыск топлива работает по такой схеме:

  • В двигатель подается топливно-воздушная смесь;
  • Контроль подачи воздуха происходит за счет дроссельной заслонки;
  • Перед подачей в двигатель смесь разделяется на четыре отдельных потока;
  • Затем каждый отдельный поток попадает в специальный ресивер, где и аккумулируется под большим давлением;

Размер установленного ресивера подбирается таким образом, чтобы не допустить воздушного голодания цилиндров, то есть система должна иметь достаточное количество воздуха для всех режимов работы. С помощью форсунок эта смесь подается в цилиндры, вернее, в камеру сгорания, куда предварительно уже закачан воздух.

Элементы системы распределенного впрыска

Конечно, стоит перечислить все компоненты, с помощью которых работает эта система:

  • Бензонасос. Работа бензонасоса заключается в подачи бензина в специальную рампу, в которой давление поддерживается на постоянном уровне за счет регулятора давления механического типа. В некоторых моделях регулятор давления и бензонасос совмещены;
  • Форсунки, которые оборудованы специальными электромагнитными клапанами с возможностью регулировки производительности;
  • Зажигательный модуль, с помощью которого происходит регуляция искрообразования. Обычно имеет два канала, работающих независимо друг от друга, с помощью которых происходит воспламенение смеси отдельно в 1 и 4, а также во 2 и 3 цилиндрах;
  • Клапан предохранения, который необходим для защиты всех элементов системы от повышенного давления впрыска, оно наблюдается при температурном расширении топливной смеси;
  • Регулятор холостого хода, который обеспечивает поддержание заданных оборотов;
  • Вентилятор системного охлаждения, обороты которого регулируются электрически;
  • Датчик расхода, с помощью которого подается информация на бортовой компьютер;
  • Адсорбер, который необходим для регуляции паров бензина.
Система впрыскаСистема впрыска

Процесс работы распределенного впрыска

Работа этой системы предполагает использование преднамеренно обедненной смеси, за счет этого происходит экономия бензина. По сути это должно приводить к понижению мощности, однако повышенная эффективность распрыскивания топлива позволяет этого избежать. Одно и то же количество топлива может сгорать по разному, в зависимости от размера капли разбрызгиваемого топлива. Чем меньше капля, тем выше вероятность получения тумана из смеси бензина и воздуха, в котором распространение пламени происходит более равномерно. Бензин в этом случае сгорает полностью без остатка, а значит, меньшее количество за счет эффективного мелкодисперсного впрыска может давать большее количество тепла.

На исследования по оптимизации сгорания многие автоконцерны тратят большое количество финансов и сил. Наиболее перспективным подвидом распределенного впрыска стал послойный впрыск топлива. При послойном впрыске топливо-воздушная смесь подается в камеру сгорания не одной порцией, а несколькими, но с очень малым интервалом. Такая подача позволила получить дополнительную оптимизацию процесса сгорания.

Дополнительно за счет точного дозирования смеси и открытия форсунок в строго определенный момент происходит экономия. При помощи компьютера момент открытия форсунки, а также срок этого открытия оперативно меняются при изменении нагрузки на двигатель автомобиля. Помимо системы управления форсунками, с помощью компьютера происходит интеллектуальный контроль фаз газораспределения. В зависимости от нагрузки на двигатель происходит автоматическое изменение режимов работы:

  • Холостые обороты;
  • Движение с повышенным уровнем нагрузки;
  • Движение с малым уровнем нагрузки.

Естественно, при разных режимах количество топлива, которое подается в камеру сгорания форсунками, разное и постоянно меняется блоком управления в зависимости от ситуации.

Одновременный впрыск топлива — КиберПедия

В этом виде впрыска топлива все форсунки открываются и закрываются одновре­менно. Это означает, что время, необходи­мое для испарения топлива, оказывается разным для каждого цилиндра. Тем не ме­нее, для того чтобы обеспечить эффектив­ное образование топливовоздушной смеси, количество необходимого для сгорания топлива впрыскивается двумя порциями, по одной на каждый оборот коленчатого вала. В этом виде впрыска топливо для не­которых цилиндров, как только впускной клапан открывается, поступает в откры­тый впускной канал. В этом случае момент впрыска топлива не изменяется.

Групповой впрыск топлива

В этом виде форсунки комбинируются с образованием двух групп. При одном по­вороте коленчатого вала одна группа фор­сунок впрыскивает всё количество топ­лива, предназначенное для данных цилин­дров, а при следующем повороте впрыск топлива осуществляется другой группой форсунок.

Такая конфигурация допускает выбор угла опережения впрыска в зависимости от ре­жима работы двигателя. Кроме того, ис­ключается нежелательный впрыск топлива

в открытые впускные каналы. В этом виде время, имеющееся для испарения топлива, также разное для разных цилиндров.

Последовательный впрыск топлива (SEFI)

В этом виде топливо впрыскивается инди­видуально в каждый цилиндр, то есть фор­сунки включаются в работу одна за другой в соответствии с порядком работы цилин­дров. Продолжительность и угол опереже­ния впрыска топлива относительно ВМТ одинаковы для всех цилиндров, а топливо накапливается перед входом в каждый ци­линдр.

Угол опережения впрыска топлива про­граммируется и может быть адаптирован к режиму работы двигателя.

Индивидуальный впрыск топлива в каждый цилиндр (CIFI)

Этот вид впрыска топлива предполагает наибольшую степень свободы проектиро­вания. По сравнению с последовательным впрыском топлива способ CIFI имеет то преимущество, что продолжительность впрыска может быть индивидуально изме­нена для каждого цилиндра. Это позволяет компенсировать отклонения, например, в отношении заряда цилиндров.

 

Рис.5

а — Одновременный впрыск топлива

b — Групповой впрыск топлива

с — Последователь­ный впрыск топ­лива (SEFI)

и ин­дивидуальный впрыск топлива в каждый ци­линдр (CIFI)

 

Непосредственный впрыск топлива

В двигателях с непосредственным впрыс­ком бензина образование топливовоз-душной смеси происходит в камере сго­рания. Во время такта впуска в цилиндр через открытый впускной клапан посту­пает только воздух, а топливо впрыски­вается специальными форсунками не­посредственно в цилиндры.



Обзор

Требование достижения высокой мощ­ности двигателей при низком расходе топ­лива привело к «реанимации» системы не­посредственного впрыска бензина («re­discovery» — повторному открытию). Ещё в далёком 1937 году был создан авиацион­ный двигатель с механической системой непосредственного впрыска бензина. В 1952 году был создан первый серийный легковой автомобиль «Gutbrod» с механи­ческой системой непосредственного впрыска бензина, а следом за ним в 1954 году «Mercedes SL».

В то время проектирование и изготовление двигателя с непосредственным впрыском бензина было делом очень сложным. Более того, такая технология предъявляла очень высокие требования к используемым мате­риалам. Другой проблемой было обеспече­ние достаточного срока службы двигателя

.

Все эти обстоятельства длительное время не допускали прорыва в создании двигате­лей с непосредственным впрыском бен­зина.

Рис. 1

1-Топливный насос высокого давления (ТНВД) 2-Соединенное линией низкого давления топ­лива 3-Линия высокого давления топ­лива 4-Топливный коллектор 5-Форсунки высо­кого давления топлива 6-Датчик высокого давления топ­лива 7-Свеча зажигания 8-Регулятор давле­ния топлива 9-Поршень

Принцип работы

В системах непосредственного впрыска бензина топливо под высоким давлением впрыскивается прямо в камеру сгорания цилиндра двигателя. Следовательно, обра­зование топливовоздушной смеси, подобно дизелям, происходит внутри цилиндра (внутреннее смесеобразование).

Комбинированная система впрыска

Бензиновый двигатель, оснащенный непосредственной системой впрыска, имеет ряд преимуществ, но в тоже время в определенных режимах работы выделяет существенное количество сажи в выхлопных газах. Это количество в некоторых случаях значительно выше, чем вырабатывают двигатели, работающие на дизельном топливе.

Для того, чтобы понизить количество вредных соединений в выхлопных газах, для соответствия требованиям, предъявляемых стандартом Евро-6, компания Volkswagen создала комбинированную систему впрыска. Она сочетает в себе и систему распределенного впрыска и систему непосредственного впрыска одновременно.

В зависимости от режима движения, блок управления двигателем запускает предпочтительную для него систему. Так, удается значительно снизить количество вредных веществ и сажи в выхлопных газах двигателя.

На сегодняшний день, комбинированный впрыск устанавливается на двигатели TFSI с объемом 1.8 и 2.0 литра.

Комбинированная система впрыска содержит в себе следующие элементы: форсунки, топливная рампа высокого и низкого давления, топливный насос высокого давления. Последний элемент работает для обоих типов систем.

Форсунки непосредственного впрыска размешаются в камерах сгорания. Рампа высокого давления подает топливо под давлением в 20 Мпа.  Форсунки для распределенного впрыска устанавливаются непосредственно перед клапанами впуска в коллекторе.


Комбинированная система впрыска работает и выбирает необходимый режим, основываясь на нагрузке на ДВС. Непосредственный впрыск работает при запуске ДВС и высоких нагрузках. Разные режимы имеют и различный объем топлива, закачиваемого в камеру сгорания. Так, в момент запуска, в камеру сгорания производится три впрыскивания, если двигатель холодный, то разовое впрыскивание в камеру, при движении с максимальной нагрузкой происходит два впрыска, первый на такте впуска, а второй — сжатия.

Когда нагрузка на двигатель невелика, подключается система распределенного впрыска. Чаще всего это происходит во время движения в городских условиях, когда автомобиль часто останавливается и продолжает движения. В независимости от режима езды, комбинированная система работает таким образом, что периодически включает форсунки впуска, тем самым предотвращая их нежелательное засорение.


Таким образом, производители автомобилей максимально снижают выбросы вредных веществ и сажи в окружающую среду. Стоит отметить, что при поломке одной из систем впрыска, блок управления задействует вторую рабочую, тем самым позволяя добраться до места ремонта.

Многоточечный распределенный впрыск топлива: что это за система

3040 Просмотров

Система впрыска – основной составляющий элемент системы топлива в транспортном средстве, форсунка выступает в качестве основного рабочего «органа». На сегодняшний день не составит труда найти большое количество разнообразных устройств, их задача сводится к обеспечению впрыска. В статье будет рассмотрен многоточечный впрыск – его особенности, достоинства, а также основные отличия от некоторых других систем.

Особенности действия

Особенности деятельности и существования данной системы базируются на том, что необходимо обеспечивать бесперебойную подачу топлива в цилиндры с помощью форсунок, число которых равно количеству цилиндров.

Если рассматривать классификационные моменты по принципу работы, то можно выделить две основные группы систем – непрерывный впрыск и импульсную подачу. Есть электронный и механический варианты контроля их работы.

Toyota Camry двигатель

Toyota Camry двигатель

Разновидности

Рассматривая конструкции, которые предполагают распределенный впрыск топлива, можно выделить наиболее распространенные моменты:

  • K-JETRONIC – механический элемент в непосредственной подаче топлива, используется часто.
  • L-JETRONIC – система, в которой наблюдается импульсное действие элементов, находящихся под электронным управлением.
  • KE-JETRONIC – механический элемент подачи топлива непрерывного типа.

Надо отметить, что все эти варианты уже устарели и являются очень капризными конструкциями.

Таким образом, система может иметь несколько разновидностей, зависящих от определенного набора факторов и характеристик работы.

Другой вариант классификации

Система может быть нескольких видов и вариантов.

  • Одновременная комбинация – с практической точки зрения встречается редко. За один оборот все форсунки в ней срабатывают в одновременном порядке.
  • Параллельная работа (попарно) – в течение одного оборота вала происходит парное срабатывание форсунок, по одному разу за оборот.
  • Фазированная, последовательная – когда за выполнение валом одного оборота происходит отдельное регулирование любой из форсунок. При этом открытие элемента осуществляется 1 раз перед впуском.

Независимо от варианта классификации все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых в ходе эксплуатации.

Устройство

Система в целом имеет в составе основные узлы.

  1. Бак топлива – является компактным элементом, который имеет насос, фильтр для чистки от механических частиц. Он предназначен для хранения топлива.
  2. Инжектор используется с целью образования смеси – эмульсии, а также для ее подачи в цилиндры.
  3. Блок управления – его установка осуществляется непосредственно на двигателях с инжектором.
  4. Топливный насос – используется обычно традиционный вариант. Он представлен электрическим двигателем с высокой мощностью.

Таким образом, рассматриваемый механизм является простым и прогрессивным, позволяет добиваться нужных результатов при его использовании и ездить с комфортом.

Особенности многоточечного механизма

Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.

Управление каждой форсункой производится в «личном» порядке. Время, когда это происходит, заложено программой управленческого блока. Если их активировать, происходит замена параллельным пуском.

Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком. Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком.

Двигатель Toyota Avanza

Двигатель Toyota Avanza

В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.

Резюме

Таким образом, рассматриваемая система впрыска топлива является достаточно простой и оригинальной в своей работе, позволяя пользователям достигать комфортного результата и чувствовать себя за рулем безопасно.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о