1. пристрій системи
2. Як все працює
3. Види і типи інжекторів
4. Зворотній зв'язок з датчиками

На всіх сучасних автомобілях з бензиновими моторами використовується система впорскування палива, оскільки вона є більш досконалою, ніж карбюраторних, незважаючи на те, що вона конструктивно складніша.

Інжекторний двигун - НЕ новь, але широке поширення він отримав лише після розвитку електронних технологій. Все тому, що механічно організувати управління системою, що володіє високою точністю роботи було дуже складно. Але з появою мікропроцесорів це стало цілком можливо.

Інжекторна система відрізняється тим, що бензин подається строго заданими порціями примусово в колектор (циліндр).

Основною перевагою, яким володіє інжекторна система харчування, є дотримання оптимальних пропорцій складових елементів горючої суміші на різних режимах роботи силової установки. Завдяки цьому досягається кращий вихід потужності і економічне споживання бензину.

пристрій системи

Система впорскування палива складається з електронної і механічної складових. Перша контролює параметри роботи силового агрегату і на їх основі подає сигнали для спрацьовування виконавчої (механічної) частини.

До електронної складової відноситься мікроконтролер (електронний блок управління) і велика кількість стежать датчиків:

• лямбда-зонд;
• положення коленвала;
• масової витрати повітря;
• положення дросельної заслінки;
• детонації;
• температури ОЖ;
• тиску повітря у впускному колекторі.

Датчики системи інжектора

На деяких авто можуть бути ще кілька додаткових датчиків. У всіх у них одне завдання - визначати параметри роботи силового агрегату і передавати їх на ЕБУ

Що стосується механічної частини, то в її склад входять такі елементи:

• бак;
• електричний паливний насос;
• паливні магістралі;
• фільтр;
• регулятор тиску;
• паливна рампа;
• форсунки.

Проста система впорскування палива

Як все працює

Тепер розглянемо принцип роботи інжекторного двигуна окремо по кожній складовій. З електронної частиною, в цілому, все просто. Датчики збирають інформацію про швидкість обертання колінчастого вала, повітря (надійшов у циліндри, а також залишкової його частини в відпрацьованих газах), положення дроселя (пов'язаного з педаллю акселератора), температури ОЖ. Ці дані датчики передають постійно на електронний блок, завдяки чому і досягається висока точність дозування бензину.

Надходить з датчиків інформацію ЕБУ порівнює з даними, внесеними у картах, і вже на основі цього порівняння і ряду розрахунків здійснює управління виконавчої частью.В електронний блок внесені так звані карти з оптимальними параметрами роботи силової установки (наприклад, на такі умови потрібно подати стільки -то бензину, на інші - стільки-то).

Перший інжекторний двигун Toyota 1973 року

Щоб було зрозуміліше, розглянемо більш докладно алгоритм роботи електронного блоку, але за спрощеною схемою, оскільки в дійсності при розрахунку використовується дуже велика кількість даних. В цілому, все це спрямовано на вираховування тимчасової довжини електричного імпульсу, який подається на форсунки.

Оскільки схема - спрощена, то припустимо, що електронний блок веде розрахунки тільки за кількома параметрами, а саме базової тимчасової довжині імпульсу і двом коефіцієнтам - температури ОЖ і рівні кисню у вихлопних газах. Для отримання результату ЕБУ використовує формулу, в якій всі наявні дані перемножуються.

Для отримання базової довжини імпульсу, мікроконтролер бере два параметри - швидкість обертання колінчастого вала і навантаження, яка може вираховуватися по тиску в колекторі.

Наприклад, обороти двигуна становлять 3000, а навантаження 4. Микроконтроллер бере ці дані і порівнює з таблицею, внесеної в карту. В даному випадку отримуємо базову тимчасову довжину імпульсу 12 мілісекунд.

Але для розрахунків потрібно також врахувати коефіцієнти, для чого беруться свідчення з датчиків температури ОЖ і лямбда-зонда. Наприклад, температура складається 100 град, а рівень кисню в відпрацьованих газах становить 3. ЕБУ бере ці дані і порівнює з ще декількома таблицями. Припустимо, що температурний коефіцієнт становить 0,8, а кисневий - 1,0.

Отримавши всі необхідні дані електронний блок проводить розрахунок. У нашому випадку 12 множитися на 0,8 і на 1,0. В результаті отримуємо, що імпульс повинен складати 9,6 мілісекунди.

Описаний алгоритм - дуже спрощений, на ділі ж при розрахунках може враховуватися не один десяток параметрів і показників.

Оскільки дані надходять на електронний блок постійно, то система практично миттєво реагує на зміну параметрів роботи мотора і підлаштовується під них, забезпечуючи оптимальне смесеобразование.

Варто зазначити, що електронний блок управляє не тільки подачею палива, в його завдання входить також регулювання кута запалювання для забезпечення оптимальної роботи мотора.

Тепер про механічної частини. Тут все дуже просто: насос, встановлений в баку, закачує в систему бензин, причому під тиском, щоб забезпечити примусову подачу. Тиск повинен бути певним, тому в схему включений регулятор.

За магістралях бензин подається на рампу, яка з'єднує між собою всі форсунки. Подається від ЕБУ електричний імпульс призводить до відкриття форсунок, а оскільки бензин знаходиться під тиском, то він через що відкрився канал просто впорскується.

Види і типи інжекторів

Інжектори бувають двох видів:

1. З однокрапковим уприскуванням. Така система є застарілою і на автомобілях вже не використовується. Суть її в тому, що форсунка тільки одна, яка встановлюється у впускному колекторі. Така конструкція не забезпечувала рівномірного розподілу палива по циліндрах, тому її робота була подібна до карбюраторної системою.
2. Багатоточкове уприскування. На сучасних авто використовується саме цей тип. Тут для кожного циліндра передбачена своя форсунка, тому така система відрізняється високою точністю дозування. Встановлюватися форсунки можуть як у впускний колектор, так і в сам циліндр (інжекторна система безпосереднього впорскування ).

На многоточечной инжекторной системі подачі палива може використовувати кілька типів упорскування:

1. Одночасний. У цьому типі імпульс від ЕБУ надходить відразу на всі форсунки, і вони відкриваються разом. Зараз такий уприскування не використовується.
2. Парний, він же попарно-паралельний. У цьому типі форсунки працюють парами. Цікаво, що тільки одна з них подає паливо безпосередньо в такті впуску, у другій же такт не збігається. Але оскільки двигун - 4-тактний, з клапанною системою газорозподілу, то розбіжність уприскування по такту на працездатність мотора впливу не робить.
3. Фазований. У цьому типі ЕБУ подає сигнали на відкриття для кожної форсунки окремо, тому уприскування відбувається зі збігом по такту.

Примітно, що сучасна система впорскування палива може використовувати кілька типів упорскування. Так, в звичайному режимі використовується фазований уприскування, але в разі переходу на аварійне функціонування (наприклад, один з датчиків відмовив), інжекторний двигун переходить на парний уприскування.

Зворотній зв'язок з датчиками

Одним з основних датчиків, на свідченнях якого ЕБУ регулює час відкриття форсунок, є лямбда-зонд, встановлений в випускний системі. Цей датчик визначає залишкове (які не згоріли) кількість повітря в газах.

Еволюція датчика лямбда-зонд від Bosch

Завдяки цьому датчику забезпечується так звана «зворотний зв'язок». Суть її полягає ось у чому: ЕБУ провів всі розрахунки і подав імпульс на форсунки. Паливо надійшло, змішалося з повітрям і згоріло. Утворилися вихлопні гази з не згорілими частинками суміші виводиться з циліндрів по системі відведення вихлопних газів, в яку встановлений лямбда-зонд. На основі його свідчень ЕБУ визначає, чи правильно були проведені всі розрахунки і при потребі вносить коригування для отримання оптимального складу. Тобто, на основі вже проведеного етапу подачі і згоряння палива мікроконтролер робить розрахунки для наступного.

Варто відзначити, що в процесі роботи силової установки існують певні режими, при яких свідчення кисневого датчика будуть некоректними, що може порушити роботу мотора або потрібна суміш з певним складом. При таких режимах ЕБУ ігнорує інформацію з лямбда-зонда, а сигнали на подачу бензину він відправляє, виходячи із закладеної в карти інформації.

На різних режимах зворотний зв'язок працює так:

• Запуск мотора. Щоб двигун зміг завестися, потрібна збагачена горюча суміш зі збільшеним процентним вмістом палива. І електронний блок це забезпечує, причому для цього він використовує задані дані, і інформацію від кисневого датчика він не використовує;
• Прогрів. Щоб інжекторний двигун швидше набрав робочу температуру ЕБУ встановлює підвищені обороти мотора. При цьому він постійно контролює його температуру, і в міру прогріву коригує склад горючої суміші, поступово її збіднюючи до тих пір, поки склад її не стане оптимальним. В цьому режимі електрична схема ще використовувати задані в картах дані, все ще не використовуючи свідчення лямбда-зонда;
• Холостий хід. При цьому режимі двигун вже повністю прогрітий, а температура вихлопних газів - висока, тому умови для коректної роботи лямбда-зонда дотримуються. ЕБУ вже починає використовувати свідчення кисневого датчика, що дозволяє встановити стехіометричний склад суміші. При такому складі забезпечується найбільший вихід потужності силової установки;
• Рух з плавним зміною обертів двигуна. Для досягнення економічної витрати палива при максимальному виході потужності, потрібна суміш з стехиометрическим складом, тому при такому режимі ЕБУ регулює подачу бензину на основі свідчення лямбда-зонда;
• Різке збільшення оборотів. Щоб інжекторний двигун нормально відреагував на таку дію, потрібна кілька збагачена суміш. Щоб її забезпечити, ЕБУ використовує дані карт, а не свідчення лямбда-зонда;
• Гальмування двигуном. Оскільки цей режим не вимагає виходу потужності від мотора, то досить, щоб суміш просто не давала зупинитися силовій установці, а для цього підійде і збіднена суміш. Для її прояви показань лямбда-зонда не потрібно, тому ЕБУ їх не використовує.

Як видно, лямбда-зонд хоч і дуже важливий для роботи системи, але інформація з нього використовується далеко не завжди.

Наостанок зазначимо, що інжектор хоч і конструктивно складна система і включає безліч елементів, поломка яких відразу ж позначається на функціонуванні силової установки, але вона забезпечує більш раціональний витрата бензину, а також підвищує екологічність автомобіля. Тому альтернативи цій системі харчування поки немає.