Принцип работы инжектора: плюсы и минусы непосредственного впрыска

Автор: Дмитрий Сапко

Инжекторные установки уже давно заменили карбюраторные варианты впрыска топлива на бензиновых двигателях. В Японии эту технологию используют с конца 80-х годов прошлого столетия, а вот на отечественных машинах стали устанавливать только в нынешнем веке. Многие владельцы русских автомобилей с инжекторами считают, что лучше бы заводы продолжили использовать карбюраторные типы двигателей, ведь непосредственный впрыск удается нашим конструкторам из рук вон плохо. Поломки инжектора, засорение форсунок и выход из строя важных модулей системы подачи топлива — это вполне привычное дело для большинства автомобилистов с отечественным транспортом. Плюсы и минусы инжектора лучше рассматривать, выбирая для сравнения хороший и надежный иностранный транспорт.

Эталоном качества и надежности считают японские инжекторы, но и в них кроется ряд проблем. Сегодня мы поговорим о положительных и негативных сторонах этого варианта подачи топлива, а также разберемся с конструкцией инжектора. Это поможет лучше понять свой автомобиль и получить больше важных сведений о том, как его следует эксплуатировать. Информация о работе инжектора позволит ощущать автомобиль, знать, когда можно придавить на педаль газа, а в каких ситуациях отказаться от резкого ускорения. В любом случае, изучение тонкостей своего авто явно не помешает в будущей эксплуатации.

Система инжектора — составляющие части и принцип деятельности

Для работы инжектора необходимо давление от 4 атмосфер, в некоторых моделях давление превышает этот и без того не малый показатель. Давление топлива создается с помощью мощного насоса, располагающегося зачастую в бензобаке. Система подачи топлива содержит также необычный топливный фильтр в металлическом корпусе, ведь простой фильтр не выдержал бы давления в трубках. Еще один фильтр расположен на бензонасосе. Эта система очистки крайне важна, ведь при ее выходе из строя работоспособность инжектора снижается. Наиболее важные части системы инжектора следующие:

рампа форсунок, на которой крепятся подающие топливо элементы, расположена над дроссельным узлом;
непосредственно форсунки — на каждый цилиндр подача топлива выполняется отдельным механизмом, который распыляет бензин для смешивания с воздухом;
мозги — бортовой компьютер, управляющий всей системой работы автомобильной топливной системы и других узлов;
дроссельный узел реализован не так, как в карбюраторных автомобилях, но этот элемент имеет много общего со старыми двигателями;
различные фильтры и предохранители защищают достаточно нежную систему от воздействия засорений в топливе;
прошивка на компьютере определяет все особенности поведения двигателя, потому ее смена сильно влияет на потенциал автомобиля.

Инжекторные двигатели нравятся многим автовладельцам по той причине, что ими можно управлять с помощью предустановленной на компьютер программы. Можно поменять сам компьютер или выполнить перепрошивку, чтобы полностью реализовать потенциал или даже заметно увеличить мощность двигателя. Но такие махинации с прошивкой и бортовым компьютером могут заканчиваться не слишком приятно. На заводе выставляют оптимальные режимы работы двигателя, от чего зависит и устанавливаемая прошивка. Когда происходит смена заводских параметров, машина полностью меняет поведение. Выбранный режим может оказаться не самым лучшим для эксплуатации двигателя.

Явные преимущества инжектора — рассматриваем выгоды

Если бы в этой системе не было никаких преимуществ, все автомобильные компании не стали бы активно использовать технологию в производстве двигателей. Сегодня фактически все бензиновые силовые агрегаты обладают непосредственным впрыском, что является оптимальной технологией по всем статьям. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы инжектора. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке. Среди важных преимуществ, которые важно вспомнить, стоит заметить следующие особенности:

реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз.

Карбюраторные автомобили обладают ненавистным для многих автовладельцев подсосом, которым необходимо правильно управлять. В ином случае придется справляться с последствиями неправильного использования этого узла. В инжекторых автомобилях подачей воздуха руководит компьютер, что целесообразно только при высоком качестве самого компьютера. Если же «мозги» не управляют всеми функциями подачи топлива и воздуха правильно, возникает повышенный расход, чрезмерная непредсказуемость машины и прочие неприятные моменты. Но их можно избежать, настроив работу компьютера в соответствии с требованиями двигателя.

Недостатки и неприятные моменты в работе инжектора

Некоторые недостатки мы уже описали выше, сравнивая достоинства этого типа подачи топлива с определенными плюсами старого карбюратора. Некоторые водители задаются вопросом, можно ли переделать машину с карбюратора на инжектор или с инжектора на карбюратор. Теоретически это возможно, но вложения в этот процесс не оправдают себя. Вопрос переделки возникает в том случае, когда владелец инжекторной машины находит слишком много недостатков в своем авто. Повышается расход, меняется поведение транспорта, двигатель глохнет или работает на слишком высоких оборотах. Все недостатки инжектора можно исправить достаточно простыми, но часто недешевыми процедурами:

чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Читать еще: Что сделать с перегретым двигателем

Если у вас инжекторная машины, будьте внимательны к различным мелочам. Небольшое изменение работы двигателя может стать первым сигналом серьезных проблем. Зачастую небольшие неполадки можно вылечить за очень скромные деньги, но если не принять неполадку всерьез, затраты будут очень внушительными. Ремонт инжекторного двигателя чаще всего оказывается довольно дорогим занятием. Потому лучше сразу определить все проблемы на регулярном сервисном осмотре и исправить все возможные неполадки автомобиля. Так вы сможете значительно продлить жизни дорогостоящих узлов и сэкономить ощутимые суммы на возможном дальнейшем ремонте. Вот так выглядит работа инжекторного двигателя в замедленном темпе на видео:

Подводим итоги

Следует идти в ногу со временем и принимать новинки, которые предлагают производители. Прямая подача топлива на самом деле экономичнее, она делает машину несколько мощнее и динамичнее, дает водителю больше свободы. Тем не менее, машина оказывается требовательной к обслуживанию и качеству заливаемых жидкостей, в том числе и топлива. Если автомобиль ведет себя непонятно, стоит сразу обратиться на станцию и устранить проблему.

Впрочем, такие же советы будут актуальными и для владельцев автомобиля с карбюраторным двигателем. Чем раньше вы обратите внимание на неполадку и устраните ее, тем дешевле вам обойдется обслуживание и ремонт машины. Если у вас появилась идея переделать авто с инжектора на карбюратор или наоборот, откажитесь от таких конструктивных изменений. Это не сможет повлиять на автомобиль положительно, а лишь добавит проблем в обслуживании и эксплуатации. Как вы относитесь к современным инжекторам на авто?

Техцентр «Приличный сервис»

Техцентр «Приличный сервис»
/
Услуги
/
Двигатель

Xxxxxxxxx

C xx.xx.xxxx �� xx.xx.xxxx xxxxxxx xxxxxx xxxx xxxxxxx

СОВЕТ

xxx xxx xxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxx xxxx x xxxxxxxxxx xxxx xxxxxx xxxxxxxxxx x xxxxxxxxxxx xxxxxxxxxx

Ремонт системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предохраняет двигатель от перегрева и деформации под воздействием рабочих температур

Чистка форсунок

Грязная форсунка ведет к увеличению расхода топлива, провалам скорости, снижению мощности и нестабильному холостому ходу.

Ремонт топливной системы

Топливо из бака попадает в двигатель благодаря корректной работе всех узлов топливной системы вашего автомобиля.

Ремонт инжектора

Двигатель не заводится, троит, обороты плавают? Возможно, причина в неисправности инжектора. Приезжайте к нам на диагностику.

Промывка инжектора

Промывка инжектора — это активная профилактика и эффективный способ устранения легких неполадок в его работе.

Ремонт и переборка двигателя

Если ваш автомобиль «пробежал» более 250 000 км — это повод задуматься о плановом ремонте двигателя.

Чистка двигателя (мойка ДВС)

Чистый двигатель и тщательно вымытый моторный отсек — это эстетично и практично.

Ремонт ГБЦ

Белый густой дым из выхлопной трубы, гремящие звуки при работающем двигателе — все это признаки, что ГБЦ пора ремонтировать.

Замена масла в двигателе

Ваш автомобиль уже проехал больше 7000 км? Пора менять масло в двигателе и масляный фильтр.

Замена привода ГРМ

Оборванный ремень ГРМ гарантированно ведет к сложному ремонту поршневой группы и системы клапанов, а в худшем случае к замене двигателя.

Устройство и работа инжектора в автомобиле

Для обеспечения максимально полного сгорания бензина в цилиндрах автомобильного двигателя надо очень точно дозировать воздух и топливо, а также тщательно перемешать их между собой. Простейшими способами добиться этого достаточно сложно, поэтому на смену карбюраторам распылительного типа пришли системы впрыска топлива под давлением или инжекторы.

Что такое инжектор простыми словами

Подать топливо в цилиндр можно двумя способами:

Втянуть его при помощи разрежения, возникающего во время такта всасывания четырёхтактного двигателя, одновременно распыляя в проносящемся мимо сопла диффузора потоке воздуха;
Впрыснуть под внешним давлением, создаваемым отдельным насосом, через распылитель топливной форсунки.

По первому принципу действуют все карбюраторы, а второй является основой инжекторных систем впрыска.

История появления

Первые системы впрыска появились ещё в позапрошлом веке примерно одновременно с карбюраторами. Тогда же они были и запатентованы. Инженеры сразу сообразили, что если измерить массу поступающего воздуха, то можно с высокой точностью дозировать количество бензина, впрыскивая его под давлением. Но развитие техники тогда не позволило широко внедрять узлы этого направления в серийные автомобили.

Карбюраторы были несравненно проще и надёжней, а главное – дешевле. Прочие же их недостатки были не очень важны, поэтому все двигатели комплектовались исключительно карбюраторами.

Первыми с принципиальными недостатками карбюраторов столкнулись конструкторы авиационной техники. Самолёты испытывали перегрузки во всех направлениях, топливо поступало нерегулярно, моторы работали с перебоями. Поэтому на истребителях уже к началу второй мировой войны системы впрыска начали постепенно вытеснять карбюраторы.

Топливные инжекторы одинаково стабильно работали при любой пространственной ориентации самолёта и при любых перегрузках. Развитие это прекратилось только с окончанием применения поршневых двигателей в авиации и переходом на реактивную тягу.

Читать еще: Что такое двухлитровый двигатель авто

Примерно тогда же на достоинства впрыска обратили внимание и конструкторы гоночных автомобилей. Здесь задачей было максимальное увеличение мощности моторов, с чем инжекторы справлялись куда лучше.

Как часто бывает в развитии автомобильной техники, новые топливные системы стали постепенно переходить и на гражданские серийные автомобили.

Сразу после войны разработкой инжекторов занялись многие специализированные фирмы, их труды были выкуплены и развиты крупными предприятиями, в результате чего сформировались основные типы и принципы работы приборов впрыска.

Лучшими изделиями стали узлы и агрегаты фирмы Bosch. Сначала чисто механические K-Jetronic, а потом и с внедрением электронных компонентов KE-Jetronic. Именно электроника позволила полностью решить все задачи и сформировать облик современной системы впрыска бензина.

Виды инжекторов

Некоторая путаница в терминологии привела к тому, что понятие инжектора может применяться, как к системе впрыска в целом, так и к одиночной форсунке, в английском языке называемой injector.

В отечественной терминологии почти повсеместно слово «инжектор» означает всю систему впрыска, отличая её по принципу работы от карбюратора.

Различается несколько типов систем впрыска, как по расположению форсунок во впускном тракте, так и по способу организации:

Одноточечный впрыск в ресивер впуска, внешне очень похоже на карбюратор, но топливо поступает под давлением через управляемую форсунку;
Многоточечный впрыск во впускной коллектор максимально близко к впускному клапану каждого из цилиндров;
Непосредственный впрыск в камеру сгорания;
Механическое управление дозированием, когда количество топлива определяется положением расположенной в воздушном потоке пластины регулятора;
Электромеханический , часть функций регулирования передано от гидравлики к электронике;
Электронный впрыск , дозирование определяется вычисленным микрокомпьютером временем открытия клапанов форсунок.

На завершающем этапе развития устройство управления впрыском было интегрировано с системой зажигания, образовав функционально законченный модуль управления двигателем на основе зашитой в памяти устройства математической модели.

Устройство

Современный инжектор содержит несколько подсистем:

Топливный насос, забирающий бензин из бака и подающий его на вход рампы форсунок под строго определённым давлением;
Бензиновые форсунки, состоящие из электромагнитных клапанов и распылителей;
Электронный блок (система) управления двигателем ЭСУД;
Набор датчиков, подающих в ЭСУД информацию о режиме работы двигателя, давлении, температуре и расходе воздуха, фазе, в которой в каждый момент находятся детали мотора, положении педали акселератора и многих других параметрах;
Системы снижения токсичности, включающей каталитический нейтрализатор отработанных газов, кислородные датчики, клапан подачи части выхлопа снова в цилиндры (рециркуляция или EGR);
Управление моментом подачи искры зажигания с датчиком детонации.

Все узлы расположены на двигателе и вокруг него, за исключением топливного насоса, который обычно погружён в бензин внутри бака.

Принцип работы инжектора

Топливо из бака подаётся насосом к форсункам под давлением, которое обеспечивает регулятор. Различаются два случая, когда регулятор стоит на рампе форсунок, сливая излишки бензина в обратную магистраль или более современное устройство, объединяющее насос с регулятором в единый модуль, тогда надобность в обратке отпадает.

Рампа объединяет между собой входы всех форсунок, выходы которых направлены сквозь стенки впускного коллектора прямо на впускной клапан. При подаче электрического сигнала на форсунку она открывается, и топливо распыляется под давлением в коллектор в течение дозированного промежутка времени открытия.

Именно это время определяет цикловой расход цилиндра, то есть количества бензина, расходуемого за четыре такта. Моменты впрыска могут быть разными по цилиндрам, тогда говорят о фазированном впрыске.

Цикловой расход вычисляется ЭСУД на основании данных о массе поступившего воздуха, степени открытия дроссельной заслонки и скорости вращения вала двигателя.

Вносятся также дополнительные корректировки этого времени по анализу данных обратной связи с датчиков кислорода в выхлопной трубе и ряда других обстоятельств. Алгоритм вычисления достаточно сложен и непрерывно совершенствуется.

В основном в целях экологичности выхлопа, что в настоящий момент стало более важным, чем мощность и даже экономичность.

Достоинства и недостатки

Системы впрыска в настоящее время полностью вытеснили карбюраторы, поэтому недостатков у них практически не осталось. Скорее спор идёт между направлениями непосредственного впрыска в цилиндр и многоточечного во впускной коллектор.

Достоинства же инжектора неоспоримы и проявляются почти во всём:

требования по экологии невозможно обеспечить никакой другой системой питания;
полное сгорание топлива обеспечивает максимальную экономичность, достичь идеала не получается лишь из-за противоречивых требований по экономии и экологии;
мощность и вид скоростной характеристики, то есть кривой зависимости крутящего момента от оборотов можно задавать в модели двигателя, то есть в программном виде, особенно это касается моторов с турбонаддувом;
управление мотором может быть полностью автоматизировано, доступны такие ранее необычные функции как отключение части цилиндров, система «старт-стоп», интеграция с противоугонным комплексом.

Некоторая сложность системы внушала опасения на первых этапах её внедрения. Сейчас автомобильный мир настолько привык к инжектору, что опасений он вызывает не больше, чем бытовые гаджеты вроде мобильных телефонов, которые реально даже гораздо сложнее.

Частые поломки

Надёжность элементов впрыска очень высока, особенно у электронных компонентов.

Проблемы могут возникнуть только в узлах, связанных с гидравликой, потреблением воздуха и бензина. Например:

чаще всего наблюдаются поломки бензонасоса, связанные с его естественным износом, особенно если применяется не очень качественное топливо;
могут частично или полностью отказать форсунки, на которых откладываются лаки и смолы из проходящего горячего бензина;
засоряется датчик массового расхода воздуха, значительно реже его аналог – ДАД, то есть датчик абсолютного давления;
окисляются всевозможные разъёмы и места заделки проводов, что скорее связано с экономией на комплектующих;
если используется дешёвый контактный датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), то его приходится регулярно менять из-за износа токопроводящей дорожки;
нередко проблемы возникают из-за подсоса воздуха в обход датчиков, что непосредственно не связано с инжектором, но проявляется так же и требует общей диагностики управления двигателем;
засоряются каналы дроссельной заслонки и регулятора холостого хода, обычно из-за плохой фильтрации воздуха и общего износа механики двигателя.

Читать еще: Что такое турбиновый двигатель

К полному отказу двигателя может привести только поломка насоса и обрыв датчика положения коленчатого вала. Все остальные проблемы парируются программой и мотор продолжает работать, хотя и с ухудшением характеристик, что сопровождается высвечиванием индикатора самодиагностики – лампочки «Check engine».

Чуть менее надёжна и вынослива система непосредственного впрыска, к тому же её компоненты гораздо дороже. Но дальнейший рост экономичности и экологичности ДВС возможен только в этом направлении.

Когда и зачем надо чистить инжектор

Форсунки инжектора, как и любой другой элемент двигателя, чрезвычайно важны, и их регулярная чистка при проведении ТО положительно влияет на работоспособность двигателя.

Ориентировочная стоимость услуги по промывке форсунок от 1730 грн. *

Предварительно записаться можно по телефону: СТО на Бальзака 7 (044) 591-4-591

Хочу чистку инжектора за 1220 грн.

Двигатели современных автомобилей экономичны и имеют хорошие мощностные и экологические параметры. Для обеспечения этих параметров большую роль имеет значение правильной работы топливной системы автомобиля, прежде всего, правильная работа инжектора, которая невозможна при загрязнении форсунок, ведь на них возложена основная работа по смешиванию воздуха и топлива, и подача его в камеру сгорания.

Общая практика эксплуатации автомобиля позволяет утверждать, что использование отечественного топлива приводит к необходимости чистить инжекторы через 20-30 тысяч километров пробега автомобиля или, примерно, через два года эксплуатации. Однако отметим, что таких показателей, как сроки или пробег, иногда недостаточно для определения необходимости чистки инжекторов. Большое влияние, кроме условий, имеют случайные факторы, например: перебои в электронной системе управления двигателем, заправки некачественным топливом и т.д..

Даже во время работы двигателя на достаточно качественном топливе, система впрыска (в частности форсунки) постепенно загрязняется. Посторонние химические элементы и их соединения — сера, бензол, олефин и т.д., содержащиеся в бензине, под давлением инжекции и при высокой температуре мотора превращаются в лаковые и смолистые отложения, которые трудно смыть. А использование некачественного бензина ускоряет процесс засорения инжекторов.

Распространенной неисправностью является загрязнение форсунок. Они размещены в зоне воздействия высоких температур, поэтому происходит закоксования смолами, которые содержаться в топливе (особенно низкокачественном), образование на форсунке твердых отложений, перекрывающих (частично или полностью) рассеивающие отверстия и нарушающих герметичность игольчатого клапана. Это приводит к ухудшению работы двигателя: снижается его мощность, работа на холостом ходу становится неустойчивой, возникают провалы в режиме разгона, увеличивается токсичность отработавших газов, сокращается срок службы лямбда — зонда и катализатора. В засоренной форсунке уменьшается производительность, изменяется направление и форма факела рассеивания, возможно даже полное прекращение топливоподачи.

Засорение форсунок становится заметным с наступлением холодов, когда испаряемость бензина ухудшается: появляются проблемы с пуском непрогретого двигателя, провалы в его работе и т.п.. Заправляя автомобиль на проверенной АЗС (сети АЗС), вызывающей доверие, можно успешно проезжать на нем несколько лет. Особенно актуальна проблема использования суррогата (некачественного продукта) на случайной заправке. Эта проблема для тех, кто выезжает за пределы «родных мест».

Основным способом восстановления нормальной работоспособности форсунок является их промывка. Существует много приемов осуществления этой процедуры, но условно их можно разделить на два вида: со снятием форсунок с автомобиля и без снятия.

Давайте рассмотрим оба варианта подробней.

1) Промывка автохимией без снятия форсунок

Топливный шланг автомобиля отключают от системы впрыска, и подключают вместо него шланг, по которому пойдет специальный химический раствор, на котором и запускают двигатель автомобиля. Он и будет разрушать образовавшиеся наложения внутри рампы и топливных путей форсунки, приводя к ее очистке.

Такая процедура обеспечивает очистку форсунки на 60-80%, при условии «не смертельных» отложений .

Но владельцы машин имеют возможность определить результативность только по косвенным признакам – увеличивается мощность, улучшается приемистость двигателя, уменьшается расхода топлива.

2) Промывка автохимией со снятия форсунок

После снятия форсунок их устанавливают на специальный прибор. Топливо(бензин) здесь заменяют специальным раствором (тем же что и в первом варианте без снятия). В этом специальном устройстве происходит имитация работы двигателя на разных режимах. Результативность такого способа выше, так как есть возможность визуального контроля. Иногда, после промывки, мастер, выполняющий ремонт может порекомендовать замену какой-либо форсунки из-за невозможности ее полноценной очистки.

Однако этот способ не является таким уж идеальным по двум параметрам: по стоимости (в первом способе не требуется снятия форсунок), кроме того, он не очищает топливо провод и рампу.

Что мы имеем в итоге:

Вариант со снятием позволяет визуально определить степень работоспособности форсунок и непосредственно влиять на качество их очистки. Вариант без снятия менее трудоемкий, а значит — дешевле, но не дает возможности визуального контроля.