Система питания впрыскового двигателя

Система питания впрыскового двигателя

Агрегат центрального (одноточечного) впрыска

Первые системы впрыска были механическими, а не электронными, и некоторые из них (например, KE — Jetronic Bosch) были чрезвычайно остроумными и хорошо работали. Впервые же система механического впрыска топлива была разработана компанией Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен еще в 1954 г. Основными преимуществами системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами являются следующие:
— отсутствие дополнительного сопротивления потоку воздуха на впуске, имеющему место в карбюраторе, что обеспечивает повышение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;
— более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;
— значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению топливной экономичности и снижению токсичности отработавших газов.
Хотя в конце концов оказалось, что лучше для этой цели использовать электронику, которая дает возможность сделать систему компактнее, надежнее и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Некоторые из первых систем электронного впрыска представляли собой карбюратор, из которого удаляли все «пассивные» топливные системы и устанавливали одну или две форсунки. Такие системы получили название «центральный (одноточечный)впрыск», или моновпрыск.
В настоящее время наибольшее распространение получили системы распределенного впрыска, одноточечные впрысковые системы не производятся.

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

Механическая система впрыска. Компоненты системы впрыска KE — Jetronic Bosch

Инжекторные двигатели

Вместо недавно повсеместно распространенных карбюраторных двигателей сейчас в основном используются инжекторные или впрысковые двигатели. Принцип их работы относительно прост и чрезвычайно экономичен. Однако, чтобы оценить преимущество инжектора, нужно сначала разобраться, почему они пришли на смену карбюраторам.

Карбюратор служит для подачи топлива во впускной коллектор, где оно уже смешивается с воздухом, а оттуда распределяется в камеры сгорания поршней. На подачу и смешивание топлива с воздухом израсходуются силы двигателя – до десяти процентов. Бензин всасывается в коллектор благодаря разнице в давлении в атмосфере и коллекторе, а чтобы поддерживать нужный уровень давления, как раз и расходуются ресурсы двигателя.

Кроме этого у карбюратора есть и масса других недостатков, например, когда через карбюратор проходит слишком много топлива, он просто физически не успевает направить его через узкую горловину в коллектор, в результате чего карбюратор начинает коптить. Если же топливо ниже определенного уровня, то двигатель попросту не тянет и глохнет – знакомая многим ситуация.

Принцип работы инжектора

Инжектор, в принципе, исполняет в двигателе ту же работу, что и карбюратор – подает топливо в камеры сгорания поршней. Однако происходит это не из-за всасывания бензина в коллектор, а методом впрыска топлива через форсунки непосредственно в камеры сгорания или в коллектор, и здесь же происходит смешивание топлива с воздухом.

Мощность инжекторных двигателей в среднем на 10 процентов выше, чем карбюраторных.

Инжекторы делятся на два основных вида:

• моновпрыск – топливо подается через форсунки в коллекторе, а затем распределяется непосредственно в камеры сгорания;
• распределенный впрыск – в головке цилиндров имеется форсунка для каждого поршня и смесь топлива с воздухом происходит в камере сгорания.

Инжекторные двигатели с распределенным впрыском являются самыми экономичными и мощными. Подача бензина происходит в момент открытия впускного клапана.

Преимущества инжектора

Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки на двигатель, как только увеличиваются обороты, впрыск производится чаще.

Автомобили с впрысковой системой легче заводятся, увеличивается динамический момент двигателя. Инжектор меньше реагирует на погодные условия, ему не требуется длительное прогревание при минусовых температурах воздуха.

Инжекторы более “дружелюбны” к экологии, уровень выбросов вредных веществ на 50-70 процентов ниже, чем у карбюратора.

Также они более экономны, поскольку топлива расходуется ровно столько, сколько нужно для бесперебойной работы двигателя в данный момент.

Недостатки впрысковых систем

К недостаткам можно отнести тот факт, что для нормальной работы двигателя требуется слаженная работа нескольких электронных датчиков, которые контролируют разные параметры и передают их на главный процессор бортового компьютера.

Высокие требования к чистоте топлива – узкие горлышки форсунок очень быстро будут забиваться, если пользоваться некачественным бензином.

Ремонт обходится очень дорого, а некоторые элементы вообще не подлежат восстановлению.

Как видим, ни одна система не лишена недостатков, однако преимуществ у инжектора значительно больше и именно из-за этого инжекторные двигатели пришли на замену карбюраторным.

Очень наглядное видео, в 3D, о принципе работы инжекоторного двигателя.

В данном видео вы узнаете о принципе работы системы питания инжекторного двигателя.

Инжекторный двигатель описание фото видео устройство виды.

Кто первый на практике применил прямой впрыск бензина в двигателе внутреннего сгорания? Конструкторы начали с дизельных двигателей. Система впрыска, которую разработал Рудольф Дизель, была довольно громоздкой и несовершенной, лучшие характеристики были в системы впрыска, разработанной Герберт Акройд Стюарт. А косвенный впрыск бензина впервые применил в 1902 году французский авиационный инженер Леон Лепелетье на авиационном двигателе «Антуанетта 8V». В 1916 году российские инженеры Микулин и Стечкина применили в авиационном двигателе косвенную систему впрыска бензина, этот двигатель так и не пошел в серийное производство.

Прямой впрыск бензина был применен на двигателе «Hesselman» шведского инженера Йонаса Хессельмана в 1925 году.

А вот первое массовое применение инжекторной системы формирования бензино-воздушной смеси было сделано в военной авиации. Это сделала фирма «Messerschmitt AG», авиастроительная фирма Германии, действовавшей в 1938-1945 и 1956-1968 годах. Первоначальное название фирмы — «Messerschmitt-Flugzeugbau Gesellschaft», эту фирму основал в 1923 году Вилли Мессершмитт. Прямой впрыск топлива на истребителях «Мессершмитт» давал возможность значительно большего маневрирования самолетом на больших высотах, без риска, что мотор заглохнет, и мощность мотора при этом была выше. В двигателях «Мессершмитт» была еще одна техническая новинка: переменный угол атаки лопастей пропеллера, это увеличивало тяговую силу на больших высотах. Конечно, эти двигатели конструктивно очень отличались от современных. Многие последующих изменений конструкторы сделали позже, без участия «Messerschmitt AG» и лично Вилли Мессершмитта.

От истории переходим к практике. Инжекторная система подачи топлива постепенно и уверенно вытесняет карбюраторную систему. Двигатели, имеющие такую ​​систему, называют инжекторными двигателями. Посмотрите на этот рисунок.

В конце 70-х годов 20-го века и начала 80-х годов инжекторный впрыск топлива в автомобильном двигателе набирает популярность (конечно, это не касается некоторых стран), а с началом 21-го века точечный инжекторный впрыск топлива частично вытесняется прямым инжекторным впрыском .
Что заставило конструкторов делать все эти изменения?
Главная причина перехода на инжекторе двигателя — экология. Конструкторы начали с каталитического нейтрализатора отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой «стехиометрической» топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух / бензин = 14,7: 1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводит к падению эффективности двигателя. Для стабильной поддержки такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили.

Первые инжекторные системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются при эксплуатации автомобиля. Выход был найден. В систему ввели обратная связь: в выпускную систему, перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-датчик, или лямбда-зонд. По сигналам датчика кислорода электронный блок управления (ЭБУ) корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси. Блок ЭБУ может в литературе называться «контролер».

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие преимущества:
— точное дозирование топлива, следовательно, более экономный двигатель.
— снижение токсичности выхлопных газов.
— увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%.
— улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска немедленно реагирует на любые изменения нагрузки, изменяя параметры топливно-воздушной смеси.
— легкость запуска двигателя, независимо от погодных условий. И зимой тоже!

Немного о конструкции. Датчики инжекторного двигателя

Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, которая затем перечисляется программой в цилиндрическое цикловое наполнения. При неисправности датчика управления двигателем идет по аварийными таблицами.
Вместо датчика массового расхода воздуха в двигателе может быть датчик давления во впускном коллекторе. Разница небольшая, потому что давление во впускном коллекторе зависит от скорости прохождения воздуха в коллекторе. Это я опять вспомнил о законе Бернулли.
Неисправность этого датчика очень ухудшает движение автомобиля под нагрузкой (например, когда едете вверх). Иногда при неисправности этого датчика машина едет немного лучше с отключенным датчиком.

Датчик положения дроссельной заслонки — для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, обороты двигателя и циклового наполнения цилиндров двигателя топливной смесью.
Некоторые автомеханики называют этот датчик «позиционер», такая терминология популярна для дизельных двигателей.
Этот датчик традиционно находится на той же оси, на которой вращается дроссельного заслонка. Чем сильнее мы нажмем на «газ», тем больше открывается дроссельного заслонка, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Если бы мы очень плавно нажимали на педаль газа и чрезвычайно плавно отпускали ее, датчик положения дроссельной заслонки можно было бы выбросить. При резких изменениях рабочих режимов датчик помогает контроллеру более правильно дозировать подачу бензина в двигатель.

Датчик зачастую являются реостатным, это переменный резистор с тремя выводами. Современные датчики работают на эффекте Холла, и практически не изнашиваются.
Неисправность датчика очень ухудшает динамические характеристики двигателя, в некоторых редких случаях двигатель не заводится, но заводится с отключенным датчиком. С отключенным исправным датчиком машина едет гарантированно хуже.
Этот датчик является популярной причиной при решении многих проблем с холостым ходом: холостой ход великоват, женщин, нестабильный, зависают и держатся слишком большими холостые обороты, короче говоря, этот датчик должен быть исправным, потому что его неисправность или даже незначительное отклонение в характеристиках датчика от нормы очень портит нервы водителю.

Разновидности инжекторных систем

Сейчас вы прочтете о различных инжекторные системы. Но без азбуки я не обойдусь. Немного азбуки.
Как работает игла популярного автомобильного электромагнитного инжектора?
Простой ответ. Она работает так: пшик-пшик-пшик … и пшикает бензином в двигатель.
Правильный ответ. Игла электромагнитного инжектора НЕ пшикает бензином в цилиндр двигателя или во впускной коллектор. Эта игла только открывает или закрывает канал, по которому бензин под давлением вытекает через отверстия специальной формы, при этом прекрасно распыляется на мелкие капли. Давление бензина поддерживается стабильным, а управление инжектором — это только подача командного сигнала на инжектор: открыть или закрыть.
Теперь легче понять проблемы, которые могут быть с инжектором.
Он может протекать. Перерасход бензина, плохо заводится горячий двигатель.
Он может не открываться, если хорошо забит грязью, или может плохо распылять бензин, если выпускные отверстия инжектора очень загрязнены. Двигатель или принципиально не заводится, или значительный перерасход бензина.

Теперь возвращаемся к рассмотрению разновидностей систем впрыска топлива в двигатель.
В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (моноинжектор, одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор у впускного клапана цилиндра) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как в дизельных двигателях).
Некоторые еще знает странное выражение «полный инжектор». В зависимости от фантазии, так могут называть или многоточечный впрыск или прямой впрыск.
А кое-кто даже может заявить о «механический впрыск». На самом деле он говорит о механическую систему управления впрыском, устаревшую и значительно хуже, чем электронная.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Инжектор представляет собой принципиально другой способ подачи топлива в камеру сгорания по сравнению с карбюратором. Другими словами, в инжекторном моторе наибольшие конструктивные изменения коснулись системы питания и топливоподачи. В карбюраторном двигателе бензин смешивается с определенной частью воздуха во внешнем устройстве (карбюраторе). После образовавшаяся топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндры двигателя. Инжекторный двигатель имеет специальные инжекторные форсунки, которые дозировано впрыскивают горючее под давлением, после чего происходит смешение порции топлива с воздухом. Если сравнивать эффективность подачи горючего инжектором и карбюратором, мотор с инжектором оказывается до 15% мощнее. Также отмечается существенная экономия топлива на разных режимах работы двигателя.

Husqvarna TE 150i — инжекторный двухтактный эндуро мотоцикл Хускварна

TE 150i 2022

Революционная технология впрыска делает ТЕ150i проще в обслуживании и эксплуатации. Больше нет необходимости смешивать топливо с маслом и настраивать мотоцикл под высокогорье или холодную погоду. Всё это делает электроника, просто залейте масло в отдельный бачок и отправляйтесь наслаждаться ездой и превосходной динамикой двухтактного двигателя.

• Высокая производительность
• Инженерия как искусство
• Подвеска
• Премиум технологии

• Конфигурации
• Описание модели
• Технические характеристики

Защита двигателя

Охлаждение

Защита рук

Выхлопная система

Защита заднего тормозного диска

Сиденье

Защита переднего тормозного диска

Высокая производительность

Двигатель
Мотоцикл оснащен системой впрыска топлива. Система содержит две топливных форсунки, установленные непосредственно в каналах продувки цилиндра, которые снабжают двигатель идеальным количеством топлива во всех режимах его работы. Это не только снижает расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу, но также делает отдачу двигателя более плавной, выводя всеми любимый 2х тактный мотор на новый уровень.

Цилиндр
Цилиндр имеет специальную конфигурацию продувочных каналов, в которых установлены две топливные форсунки. Топливо подается вниз продувочного канала, что обеспечивает превосходное смешивание с потоком воздуха, двигающимся наверх к камере сгорания. Это обеспечивает лучшее наполнение цилиндра и полноту сгорания топлива, что приводит к снижению потребления топлива и выбросов.

Картер
Для снижения веса картер литой и имеет тонкостенную конструкцию. Расположение вала тщательно выверено с целью централизации массы. Кроме того, корпус помпы улучшает охлаждение за счет оптимизации потока охлаждающей жидкости.

Выхлоп
Разработанная с использованием инновационного трехмерного проектирования, выхлопная труба обладает ещё лучшей геометрией и производительностью. За счет изменения формы увеличился дорожный просвет, а рифленая поверхность лучше защищает трубу от замятий. Глушитель также оснащен новым алюминиевым монтажным кронштейном и новыми внутренними деталями.

Инженерия как искусство

Стальная рама
Рама сделана в WP Performance System с помощью лазерной резки и роботизированной сборки и отвечает всем требованиям инновационных решений в двухтактных моторах. Именно в раме расположен бачок для залива масла, которое автоматически смешивается с топливом. Рама легкая, прочная и идеально сочетается с подвеской WP.

Композитный подрамник
Композитный составной подрамник – уникальная разработка Husqvarna, которая стала возможной благодаря применению новаторских технологий. Он состоит из двух частей и на 30% выполнен из углеродного волокна, благодаря чему узел обладает низким весом при максимальной прочности.

Маслобак и насос
Мотоцикл оборудован электрическим маслонасосом, подающим жизненно необходимое для двигателя масло. Насос располагается немного ниже маслобака и подает масло непосредственно в двигатель, через корпус дроссельной заслонки. Это исключает необходимость предварительно смешивать масло с топливом, как в традиционных 2х тактных двигателях. Насос связан с блоком управления двигателем и подает оптимальное количество масла, согласно текущим оборотам и нагрузке, что снижает дымность отработавших газов и количество отложений в выпускной системе. Маслобак емкостью 0,7 литра находится под топливным баком и соединяется подающим шлангом с внешней заливной горловиной, расположенной выше для удобства заправки. В баке установлен датчик низкого уровня, который сигнализирует о необходимости долить масло.

Охлаждение
Радиаторы искусно изготовлены с использованием высокопрочного алюминия и вычислительной гидродинамики — для более эффективного пропускания воздуха через радиаторы. Система охлаждения интегрирована в раму, исключая необходимость в дополнительных шлангах. Центральная трубка проходящая через раму снижает давление, обеспечивая более равномерный поток охлаждающей жидкости. Кроме того, радиаторы устанавливаются ниже, ближе к центру тяжести, для повышения маневренности при езде. Дополнительный вентилятор радиатора может быть установлен и доступен в каталоге аксессуаров Husqvarna.

Подвеска

WP XPLOR 48
Передняя вилка WP Xplor 48 разработана специально для эндуро и имеет разделенные функции демпфирования. Сжатие происходит в левом пере, отбой в правом. Регулировка осуществляется с помощью легкодоступных кликеров (30 щелчков) в верхней части вилки. Обновленный поршень среднего клапана вилки обеспечивает более равномерное демпфирование. Вилка полностью регулируемая.

Задний амортизатор WP
Задний амортизатор WP Xact сочетает в себе оптимальные характеристики демпфирования, высокую прочность и низкий вес. Сбалансированное давление улучшает демпфирование и комфорт пилота, также улучшено охлаждение. Амортизатор полностью регулируемый.

Тормозная система Braktec
На мотоцикле установлена топовая тормозная система от Braktec. Ещё больше контроля и стабильности. 260 мм тормозной диск спереди и 220 мм сзади.

Внешний вид
Футуристическая форма пластика символизирует впечатляющий технологический скачок вперед по сравнению с мотоциклами прошлых лет. Жемчужный синий и электрических желтый окрас несёт в себе дух Швеции. Переработанная эргономика существенно увеличивает контроль и комфорт пилота. Сиденье имеет более низкий профиль и при этом обладает рельефностью для наилучшего сцепления при ускорениях и торможениях.

Премиум технологии

Переключатель карт двигателя
Характеристики двигателя могут быть изменены с помощью смены карт зажигания. Каждый пилот сможет выбрать удобный режим для текущих погодных условий. Для более тонкой настройки режима работы мотора можно изменить пружину в мощностном клапане на более мягкую или жесткую.

Блок дроссельной заслонки
На мотоцикле применяется дроссельная заслонка, регулирующая количество воздуха поступающего в двигатель, и управляемая сдвоенными тросами, соединенными с ручкой газа на руле. В отличии от 4х тактных двигателей в корпус дроссельной заслони поступает не топливо, а масло которое попадает в двигатель вместе с воздухом и обеспечивает надежную смазку коленчатого вала, цилиндра и поршня. Данные о количестве поступающего воздуха поступают от датчика положения дроссельной заслонки в блок управления двигателем, который в свою очередь рассчитывает количество масла и топлива, подаваемого в двигатель. Система холостого хода и система холодного запуска дозируют количество воздуха, проходящего по обходному каналу при закрытой дроссельной заслонке.

Электростартер
ТЕ150i оснащен новым электрическим стартером, который теперь расположен под двигателем и надежно скрыт от возможных повреждений. Сам стартер стал конструктивно проще и, как следствие, надежнее. Кроме того, на мотоцикл теперь устанавливается более мощный аккумулятор, который при этом обладает малым весом.

Система управления двигателем
TE 150i оснащен электронным блоком управления (ECU), который отвечает за ряд функций. Устройство определяет момент зажигания, количество топлива и масла, впрыскиваемого в цилиндр, и, кроме того, переводит информацию, полученную от различных датчиков, для адаптации значений и внесения поправок для автоматической компенсации температуры и высоты. Это означает, что двигатель всегда работает на оптимальной топливовоздушной смеси на любой высоте.