Systém dodávky paliva. Vstřikovací systémy, popis a princip činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:01

Systém přívodu paliva je nutný pro přívod paliva z plynové nádrže, jeho další filtraci, jakož i tvorbu směsi kyslíku a paliva s jejím přesunem do válců motoru. V současné době existuje několik typů palivových systémů. Nejrozšířenějším ve 20. století byl karburátor, ale dnes je stále populárnější vstřikovací systém. Existoval i třetí - jednovstřik, což bylo dobré jen proto, že umožňovalo mírně snížit spotřebu paliva. Pojďme se blíže podívat na vstřikovací systém a pochopit jeho princip fungování.

Obecná ustanovení

Většina moderních palivových systémů motoru je podobná. Rozdíl může být pouze ve fázi míchání. Palivový systém obsahuje následující součásti:

1. Palivová nádrž je kompaktní výrobek, který má čerpadlo a filtr pro čištění mechanických částic. Hlavním účelem je skladování paliva.
2. Palivová vedení tvoří komplex hadic a trubek, které převádějí palivo z nádrže do směšovacího systému.
3. Zařízenítvorba směsi. V našem případě budeme hovořit o vstřikovači. Tato jednotka je navržena tak, aby získávala emulzi (směs vzduchu a paliva) a dodávala ji do válců současně s motorem.
4. Řídící jednotka pro systém tvorby směsi. Instaluje se pouze na vstřikovací motory, což je způsobeno nutností ovládat senzory, vstřikovače a ventily.
5. Palivové čerpadlo. Ve většině případů se používá ponorná varianta. Jedná se o nízkovýkonový elektromotor, který je připojen k čerpadlu kapaliny. Mazání je realizováno palivem a dlouhodobé používání vozidla s méně než 5 litry paliva může vést k poruše elektromotoru.

Stručně řečeno, vstřikovač je bodový přívod paliva přes trysku. Elektronický signál přichází z řídicí jednotky. Navzdory skutečnosti, že vstřikovač má oproti karburátoru řadu významných výhod, dlouho se nepoužíval. Bylo to způsobeno technickou složitostí produktu a také nízkou udržovatelností dílů, které selhaly. V současné době systémy bodového vstřikování prakticky nahradily karburátor. Pojďme se blíže podívat na to, proč je injektor tak dobrý a jaké jsou jeho vlastnosti.

Vlastnosti palivového zařízení

Auto bylo vždy předmětem zájmu ekologů. Výfukové plyny jsou vypouštěny přímo do atmosféry, která je plná znečištění. Diagnostika palivového systému ukázala, že množství emisí při nesprávné tvorbě směsi výrazně stoupá. Z tohoto prostého důvodu bylo rozhodnutonainstalujte katalyzátor. Toto zařízení však vykazovalo dobré výsledky pouze s kvalitní emulzí a v případě jakýchkoliv odchylek jeho účinnost výrazně klesla. Bylo rozhodnuto nahradit karburátor přesnějším vstřikovacím systémem, kterým byl vstřikovač. První možnosti zahrnovaly velké množství mechanických součástí a podle výzkumu se takový systém s používáním vozidla postupně zhoršoval. Bylo to zcela přirozené, protože důležité součásti a pracovní části se zašpinily a selhaly.

Aby se vstřikovací systém mohl sám korigovat, byla vytvořena elektronická řídicí jednotka (ECU). Spolu s vestavěnou sondou Lamba, která je umístěna před katalyzátorem, to podávalo dobrý výkon. S jistotou lze říci, že ceny pohonných hmot jsou dnes poměrně vysoké a vstřikovač je dobrý právě proto, že šetří benzín nebo naftu. Kromě toho existují následující výhody:

1. Zvýšený výkon motoru. Zejména zvýšený výkon o 5–10 %.
2. Zlepšete dynamický výkon vozidla. Injektor je citlivější na změny zatížení a sám si upravuje složení emulze.
3. Optimální směs paliva a vzduchu snižuje množství a toxicitu výfukových plynů.
4. Systém vstřikování se snadno spouští bez ohledu na povětrnostní podmínky, což je značná výhoda oproti motorům s karburátorem.

Systém vstřikování paliva a jeho zařízení

Především stojí za zmínku fakt, že moderní vstřikovací motory jsou vybaveny tryskami, jejichž počet se rovná počtu válců. Mezi sebou jsou trysky spojeny rampou. Tam je palivo obsaženo pod mírným tlakem a je vytvářeno elektrickým zařízením - benzínovým čerpadlem. Množství vstřikovaného paliva přímo závisí na době otevření trysky, kterou určuje řídící jednotka. K tomu jsou indikátory převzaty z různých senzorů, které jsou instalovány v celém vozidle. Nyní se podíváme na ty hlavní:

1. Snímač průtoku vzduchu. Slouží k určení plnosti válců vzduchem. V případě poruchy jsou naměřené hodnoty ignorovány a jako hlavní indikátory se berou tabulková data.
2. Snímač polohy škrticí klapky odráží zatížení motoru, které je způsobeno polohou škrticí klapky, cyklováním vzduchu a otáčkami motoru.
3. Snímač teploty chladiva. Pomocí tohoto ovladače je realizováno ovládání elektrického ventilátoru a korekce přívodu paliva a také zapalování. V případě poruchy není nutná okamžitá diagnostika palivového systému. Teplota se měří v závislosti na době trvání spalovacího motoru.
4. Snímač polohy klikové hřídele (klikové hřídele) je potřebný pro synchronizaci systému jako celku. Regulátor vypočítává nejen otáčky motoru, ale také jeho polohu v určitém okamžiku. Vzhledem k tomu, že se jedná o polární snímač, v případě jeho selhání není další provoz vozidla možný.
5. Senzorkyslík je potřeba k určení procenta kyslíku v plynech emitovaných do atmosféry. Informace z tohoto ovladače jsou přenášeny do ECU, která v závislosti na naměřených hodnotách koriguje emulzi.

Za pozornost stojí skutečnost, že ne všechna vozidla s injektorem jsou vybavena kyslíkovým senzorem. Mají je pouze vozy, které jsou vybaveny katalyzátorem s normami toxicity Euro-2 a Euro-3.

Typy vstřikovacích systémů: jednobodové vstřikování

V současné době jsou všechny systémy aktivně využívány. Jsou klasifikovány v závislosti na počtu trysek a místě dodávky paliva. Existují celkem tři vstřikovací systémy:

• jeden bod (jedno vstřikování);
• multipoint (distribuce);
• okamžité.

Nejprve se podívejme na jednobodové vstřikovací systémy. Byly vytvořeny bezprostředně po karburátorových a byly považovány za pokročilejší, ale nyní z mnoha důvodů postupně ztrácejí na popularitě. Existuje několik nepopiratelných výhod takových systémů. Mezi hlavní patří výrazná úspora paliva. Vzhledem k tomu, že ceny paliva jsou dnes poměrně vysoké, je takový vstřikovač relevantní. Zajímavé je, že tento systém obsahuje poněkud méně elektroniky, takže je spolehlivější a stabilnější. Při přenosu informace ze snímačů do ovládacího prvku se okamžitě změní parametry vstřikování. Je velmi zajímavé, že téměř každý karburátorový motor lze bez výrazného předělat na jednobodové vstřikovánístrukturální změny. Hlavní nevýhodou takových systémů je nízká odezva škrticí klapky spalovacího motoru a také usazování značného množství paliva na stěnách kolektoru, ačkoli tento problém byl vlastní i modelům karburátorů.

Protože je v tomto případě pouze jedna tryska, je umístěna na sacím potrubí místo karburátoru. Vzhledem k tomu, že tryska byla na dobrém místě a byla neustále pod proudem studeného vzduchu, její spolehlivost byla na nejvyšší úrovni a konstrukce byla extrémně jednoduchá. Propláchnutí palivového systému jednobodovým vstřikováním nezabralo mnoho času, protože stačilo vyfouknout pouze jednu trysku, ale zvýšené ekologické požadavky vedly k vývoji jiných, modernějších systémů.

Vícebodové vstřikovací systémy

Distribuované vstřikování je považováno za modernější, složitější a méně spolehlivé. V tomto případě je každý válec vybaven izolovanou tryskou, která je umístěna v sacím potrubí v těsné blízkosti sacího ventilu. Proto se dodávka emulze provádí samostatně. Jak je uvedeno výše, s takovým vstřikováním lze výkon spalovacího motoru zvýšit až o 5–10 %, což bude patrné při jízdě po silnici. Další zajímavý bod: tento systém vstřikování paliva je dobrý, protože tryska je umístěna velmi blízko sacího ventilu. To minimalizuje hromadění paliva na stěnách potrubí, což vede k výrazné úspoře paliva.

Existuje několik typůvícebodové vstřikování:

1. Současně – všechny trysky se otevírají ve stejnou dobu.
2. Pár-paralelní - otevírání trysek v párech. Jeden vstřikovač se otevírá při sacím zdvihu a druhý před výfukovým zdvihem. V současné době se takový systém používá pouze v době nouzového startu spalovacího motoru při výpadku fáze (snímač polohy klikového hřídele).
3. Fázovaný – každá tryska se ovládá samostatně a otevírá se před sacím zdvihem.

V tomto případě je systém poměrně složitý a zcela závisí na přesnosti elektroniky. Například proplachování palivového systému bude trvat mnohem déle, protože je potřeba propláchnout každý vstřikovač. Nyní pojďme do toho a podívejme se na další oblíbený typ injekce.

Přímé vstřikování

Vstřikovací vozy s takovými systémy lze považovat za nejekologičtější. Hlavním cílem zavedení této metody vstřikování je zlepšení kvality palivové směsi a mírné zvýšení účinnosti motoru vozidla. Hlavní výhody tohoto řešení jsou následující:

• opatrná atomizace emulze;
• tvorba vysoce kvalitní směsi;
• efektivní využití emulze v různých fázích provozu ICE.

Na základě těchto výhod můžeme říci, že takové systémy šetří palivo. To je patrné zejména při klidné jízdě v městských oblastech. Pokud porovnáme dvě auta se stejným objemem motoru, ale různými systémy vstřikování, například přímým a vícebodovým, pak znatelněnejlepší dynamický výkon bude v přímém systému. Výfukové plyny jsou méně toxické a objem odebraného litru bude mírně vyšší kvůli chlazení vzduchem a skutečnosti, že je mírně zvýšený tlak v palivovém systému.

Měli byste ale věnovat pozornost citlivosti systémů přímého vstřikování na kvalitu paliva. Pokud vezmeme v úvahu normy Ruska a Ukrajiny, pak by obsah síry neměl překročit 500 mg na 1 litr paliva. Současně z evropských norem vyplývá, že obsah tohoto prvku je 150, 50 a dokonce 10 mg na litr benzínu nebo nafty.

Pokud tento systém krátce zvážíme, vypadá takto: trysky jsou umístěny v hlavě válců. Na základě toho se vstřikování provádí přímo do válců. Stojí za zmínku, že tento vstřikovací systém je vhodný pro mnoho benzínových motorů. Jak je uvedeno výše, v palivovém systému se používá vysoký tlak, pod nímž je emulze přiváděna přímo do spalovací komory a obchází sací potrubí.

Systém vstřikování paliva: chudý chod

O něco výše jsme zkoumali přímé vstřikování, které bylo poprvé použito u vozů Mitsubishi, které měly zkratku GDI. Pojďme se v rychlosti podívat na jeden z hlavních režimů – běh na chudou směs. Jeho podstata spočívá v tom, že vozidlo v tomto případě pracuje s lehkým zatížením a mírnou rychlostí do 120 kilometrů za hodinu. Vstřikování paliva se provádí pomocí hořákukonečná fáze komprese. Palivo se odráží od pístu a mísí se se vzduchem a vstupuje do oblasti zapalovací svíčky. Ukazuje se, že směs v komoře je výrazně vyčerpaná, nicméně její náboj v oblasti zapalovací svíčky lze považovat za optimální. To stačí k zapálení, načež se vznítí i zbytek emulze. Ve skutečnosti takový systém vstřikování paliva zajišťuje normální provoz spalovacího motoru i při poměru vzduch/palivo 40:1.

Toto je velmi účinný přístup, který šetří spoustu paliva. Je však třeba věnovat pozornost skutečnosti, že otázka neutralizace výfukových plynů se stala akutní. Faktem je, že katalyzátor je neúčinný, protože se tvoří oxid dusíku. V tomto případě se využívá recirkulace výfukových plynů. Speciální systém ERG umožňuje ředění emulze výfukovými plyny. To poněkud snižuje teplotu spalování a neutralizuje tvorbu oxidů. Tento přístup vám však nedovolí zvýšit zatížení motoru. K částečnému vyřešení problému se používá akumulační katalyzátor. Ten je extrémně citlivý na paliva s vysokým obsahem síry. Z tohoto důvodu je nutná pravidelná kontrola palivového systému.

Homogenní míchání a 2stupňový provoz

Režim výkonu (homogenní míchání) – ideální pro agresivní jízdu v městském prostředí, předjíždění i jízdu po dálnicích a dálnicích. V tomto případě se používá kónický hořák, který je méně ekonomický než předchozí verze. Injekcese provádí na sacím zdvihu a výsledná emulze má obvykle poměr 14,7:1, to znamená blízko stechiometrickému. Ve skutečnosti je tento systém automatického přívodu paliva úplně stejný jako systém distribuce.

Dvoustupňový režim zahrnuje vstřikování paliva při kompresním zdvihu a také startování. Hlavním úkolem je prudký nárůst motoru. Pozoruhodným příkladem efektivního fungování takového systému je pohyb při nízkých rychlostech a prudké sešlápnutí plynového pedálu. V tomto případě se výrazně zvyšuje pravděpodobnost detonace. Z tohoto prostého důvodu místo jedné fáze vstřikování probíhá ve dvou.

V první fázi se do sacího zdvihu vstříkne malé množství paliva. To umožňuje mírně snížit teplotu vzduchu ve válci. Dá se říci, že válec bude obsahovat extra chudou směs v poměru 60:1, takže detonace jako taková je nemožná. V konečné fázi kompresního zdvihu je vstřikován palivový paprsek, který přivádí emulzi do syté v poměru přibližně 12:1. Dnes můžeme říci, že takový palivový systém motoru byl zaveden pouze pro vozidla evropského trhu. To je způsobeno skutečností, že vysoké rychlosti nejsou v Japonsku vlastní, a proto nedochází k vysokému zatížení motoru. V Evropě je velké množství dálnic a dálnic, takže řidiči jsou zvyklí jezdit rychle a to je velká zátěž pro spalovací motor.

Něco jiného zajímavého

Za pozornost stojí skutečnost, že na rozdíl od karburátorových systémů vyžaduje vstřikování pravidelnou kontrolu palivového systému. To je způsobeno tím, že velké množství složité elektroniky může selhat. V důsledku toho to povede k nežádoucím důsledkům. Například přebytek vzduchu v palivovém systému povede k porušení složení emulze a nesprávnému poměru směsi. V budoucnu se to projeví na motoru, objeví se nestabilní provoz, selžou ovladače atd. Ve skutečnosti je vstřikovač komplexním systémem, který určuje, kdy je potřeba zažehnout do válců jiskru, jak dodat do válců kvalitní směs. bloku válců nebo sacího potrubí, kdy otevřít vstřikovače a jaký poměr vzduchu a benzínu má být v emulzi. Všechny tyto faktory ovlivňují synchronizovaný provoz palivového systému. Zajímavostí je, že bez většiny ovladačů může stroj správně fungovat bez výrazných odchylek, protože existují nouzové záznamy a tabulky, které budou použity.

Účinnost spalovacího motoru je v našem případě dána tím, jak správná budou data přijatá z regulátorů. Čím jsou přesnější, tím je méně možných různých poruch palivového systému. Důležitou roli hraje také rychlost systému jako celku. Na rozdíl od karburátorů zde není nutné ruční seřizování a tím se eliminují chyby při kalibračních pracích. V důsledku toho získáme dokonalejší spalování směsi a lepší systém z hlediska ekologie.

Závěr

Na závěr stojí za to říci něco o nedostatcích, které jsou vlastní vstřikovacím systémům. Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na spalovací motory. Podlecelkově budou náklady na takové jednotky vyšší asi o 15 %, což je významné. Ale jsou tu i další stinné stránky. Například vadný ventil palivového systému ve většině případů nelze opravit kvůli netěsnosti, takže jej stačí vyměnit. To platí i pro údržbu zařízení obecně. Některé komponenty a díly je mnohem jednodušší koupit nové, než utrácet peníze za jejich opravu. Tato kvalita není vlastní karburátorovým vozidlům, kde můžete vytřídit všechny důležité součásti a obnovit jejich výkon, aniž byste museli trávit spoustu času a úsilí. Bezpochyby je elektronický systém přívodu paliva opravován s velkým úsilím a prostředky. Sofistikovanou elektroniku pravděpodobně neopraví na první dostupné čerpací stanici.

No, mluvili jsme s vámi o tom, co jsou vstřikovací systémy. Jak vidíte, je to velmi zajímavé téma k rozhovoru. Můžete mluvit mnohem více o tom, jaké jsou dobré trysky a schopnost okamžitě upravit motor. Ale o hlavních bodech jsme již mluvili. Pamatujte, že palivový systém benzínového motoru by měl být pravidelně kontrolován z hlediska možných závad. Například kvůli nízké kvalitě paliva, která je u nás vlastně vlastní, dochází často k zanášení trysek. Kvůli tomu motor začne pracovat přerušovaně, výkon klesá, směs je příliš chudá nebo naopak. To vše má velmi špatný vliv na vůz jako celek, proto je potřeba neustálé a pravidelné sledování. Kromě toho se snažte tankovat pouze benzín doporučený výrobcem vašeho vozidla.