Polttoaineen syöttöjärjestelmä. Ruiskutusjärjestelmät, kuvaus ja toimintaperiaate

2025 Kirjoittaja: Erin Ralphs | ralphs@carsalmanac.com. Viimeksi muokattu: 2025-01-22 21:16

Polttoaineen syöttöjärjestelmää tarvitaan polttoaineen syöttämiseen kaasusäiliöstä, sen edelleen suodattamiseen sekä happi-polttoaineseoksen muodostamiseen sen siirtämisessä moottorin sylintereihin. Tällä hetkellä polttoainejärjestelmiä on useita. Yleisin 1900-luvulla oli kaasutin, mutta nykyään ruiskutusjärjestelmästä on tulossa yhä suositumpi. Oli myös kolmas - kertaruiskutus, joka oli hyvä vain siksi, että se mahdollisti hieman polttoaineenkulutuksen alenemisen. Tarkastellaan tarkemmin ruiskutusjärjestelmää ja ymmärrämme sen toimintaperiaatteen.

Yleiset määräykset

Useimmat nykyaikaiset moottorin polttoainejärjestelmät ovat samanlaisia. Ero voi olla vain sekoitusvaiheessa. Polttoainejärjestelmä sisältää seuraavat osat:

1. Polttoainesäiliö on kompakti tuote, jossa on pumppu ja suodatin mekaanisten hiukkasten puhdistamiseen. Päätarkoitus on polttoaineen varastointi.
2. Polttoainelinjat muodostavat letku- ja putkikompleksin polttoaineen siirtämiseksi säiliöstä sekoitusjärjestelmään.
3. Laiteseoksen muodostuminen. Meidän tapauksessamme puhumme suuttimesta. Tämä yksikkö on suunniteltu muodostamaan emulsio (ilma-polttoaineseos) ja syöttämään se sylintereihin ajoissa moottorin kanssa.
4. Seoksenmuodostusjärjestelmän ohjausyksikkö. Se asennetaan vain ruiskutusmoottoreihin, mikä johtuu tarpeesta ohjata antureita, suuttimia ja venttiilejä.
5. Bensapumppu. Useimmissa tapauksissa käytetään upotettavaa vaihtoehtoa. Se on pienitehoinen sähkömoottori, joka on kytketty nestepumppuun. Voitelu tapahtuu polttoaineella, ja ajoneuvon pitkäaikainen käyttö alle 5 litralla polttoainetta voi johtaa sähkömoottorin vikaantumiseen.

Lyhyesti sanottuna injektori on polttoaineen pistesyöttö suuttimen kautta. Elektroninen signaali tulee ohjausyksiköstä. Huolimatta siitä, että suuttimella on useita merkittäviä etuja kaasuttimeen verrattuna, sitä ei ole käytetty pitkään aikaan. Tämä johtui tuotteen teknisestä monimutkaisuudesta sekä epäonnistuneiden osien huonosta huollettavuudesta. Tällä hetkellä pisteruiskutusjärjestelmät ovat käytännössä korvanneet kaasuttimen. Katsotaanpa tarkemmin, miksi injektori on niin hyvä ja mitkä ovat sen ominaisuudet.

Polttoainevarusteiden ominaisuudet

Auto on aina ollut ympäristönsuojelijoiden huomion kohteena. Pakokaasut vapautuvat suoraan ilmakehään, mikä on täynnä saasteita. Polttoainejärjestelmän diagnostiikka osoitti, että virheellisen seoksen muodostuksen yhteydessä päästöjen määrä kasvaa merkittävästi. Tästä yksinkertaisesta syystä niin päätettiinasenna katalysaattori. Tämä laite osoitti kuitenkin hyviä tuloksia vain korkealaatuisella emulsiolla, ja mahdollisissa poikkeamissa sen tehokkuus laski merkittävästi. Kaasutin päätettiin korvata tarkemmalla ruiskutusjärjestelmällä, joka oli suutin. Ensimmäiset vaihtoehdot sisälsivät suuren määrän mekaanisia komponentteja ja tutkimusten mukaan järjestelmä huononi jatkuvasti ajoneuvon käytön myötä. Tämä oli aivan luonnollista, koska tärkeät komponentit ja työosat likaantuneet ja epäonnistuneet.

Jotta ruiskutusjärjestelmä voisi korjata itsensä, luotiin elektroninen ohjausyksikkö (ECU). Yhdessä sisäänrakennetun Lamba-anturin kanssa, joka sijaitsee katalysaattorin edessä, tämä antoi hyvän suorituskyvyn. On turvallista sanoa, että polttoaineen hinnat ovat nykyään melko korkeat, ja suutin on hyvä vain siksi, että se säästää bensiiniä tai dieseliä. Lisäksi on seuraavat edut:

1. Parempi moottorin suorituskyky. Erityisesti tehon lisäys 5-10 %.
2. Paranna ajoneuvon dynaamista suorituskykyä. Injektori on herkempi kuormituksen muutoksille ja säätää emulsion koostumusta itsestään.
3. Optimaalinen polttoaine-ilmaseos vähentää pakokaasujen määrää ja myrkyllisyyttä.
4. Ruiskutusjärjestelmä käynnistyy helposti sääolosuhteista riippumatta, mikä on merkittävä etu kaasuttimeen verrattuna.

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä ja sen laite

Ensinnäkin on syytä huomata, että nykyaikaiset ruiskutusmoottorit on varustettu suuttimilla, joiden lukumäärä on yhtä suuri kuin sylinterien lukumäärä. Suuttimet on yhdistetty keskenään rampilta. Siellä polttoaine on pienessä paineessa, ja se syntyy sähkölaitteen - bensiinipumpun - avulla. Ruiskutetun polttoaineen määrä riippuu suoraan suuttimen aukon kestosta, jonka ohjausyksikkö määrittää. Tätä varten indikaattorit otetaan erilaisista antureista, jotka on asennettu koko ajoneuvoon. Nyt tarkastelemme tärkeimpiä:

1. Ilmavirta-anturi. Määrittää sylinterien täyttymisen ilmalla. Vian sattuessa lukemat jätetään huomioimatta ja taulukkotiedot ovat pääindikaattoreita.
2. Kaasuvivun asentotunnistin heijastaa moottoriin kohdistuvaa kuormitusta, joka johtuu kaasun asennosta, ilmankierrosta ja moottorin nopeudesta.
3. Kylmäaineen lämpötila-anturi. Tämän ohjaimen avulla toteutetaan sähköpuh altimen ohjaus ja polttoaineen syötön sekä sytytyksen korjaus. Vian sattuessa polttoainejärjestelmän välitöntä diagnostiikkaa ei tarvita. Lämpötila mitataan polttomoottorin keston mukaan.
4. Kampiakselin (kampiakselin) asentoanturia tarvitaan koko järjestelmän synkronointiin. Säädin ei laske vain moottorin nopeutta, vaan myös sen sijainnin tietyllä hetkellä. Koska se on napa-anturi, jos se epäonnistuu, ajoneuvon jatkokäyttö ei ole mahdollista.
5. Anturihappea tarvitaan määrittämään ilmakehään vapautuvien kaasujen happiprosentti. Tieto tästä ohjaimesta välitetään ECU:lle, joka lukemista riippuen korjaa emulsion.

On syytä kiinnittää huomiota siihen, että kaikissa suuttimella varustetuissa ajoneuvoissa ei ole happianturia. Vain niissä autoissa, joissa on Euro-2- ja Euro-3-myrkyllisyysstandardien mukainen katalysaattori.

Ruiskutusjärjestelmien tyypit: yksipisteruiskutus

Tällä hetkellä kaikki järjestelmät ovat aktiivisesti käytössä. Ne luokitellaan suuttimien lukumäärän ja polttoaineen syöttöpaikan mukaan. Ruiskutusjärjestelmiä on yhteensä kolme:

• yksi piste (yksi injektio);
• monipiste (jakelu);
• välitön.

Ensin tarkastellaan yhden pisteen ruiskutusjärjestelmiä. Ne luotiin heti kaasuttimen jälkeen ja niitä pidettiin edistyneempinä, mutta ne ovat nyt vähitellen menettämässä suosiotaan monista syistä. Tällaisilla järjestelmillä on useita kiistattomia etuja. Tärkeimmät niistä ovat merkittävät polttoainesäästöt. Koska polttoaineen hinnat ovat nykyään melko korkeat, tällainen suutin on merkityksellinen. Mielenkiintoista on, että tämä järjestelmä sisältää hieman vähemmän elektroniikkaa, joten se on luotettavampi ja vakaampi. Kun tiedot antureista välitetään ohjauselementtiin, ruiskutusparametrit muuttuvat välittömästi. On erittäin mielenkiintoista, että melkein mikä tahansa kaasutettu moottori voidaan muuntaa yksipisteruiskutukseksi ilman merkittäväärakenteellisia muutoksia. Tällaisten järjestelmien suurin haittapuoli on polttomoottorin alhainen kaasuvaste sekä huomattavan polttoainemäärän kerääntyminen keräimen seiniin, vaikka tämä ongelma ilmeni myös kaasutinmalleissa.

Koska tässä tapauksessa on vain yksi suutin, se sijaitsee imusarjassa kaasuttimen tilalla. Koska suutin oli hyvällä paikalla ja jatkuvasti kylmän ilmavirran alla, sen luotettavuus oli korkeimmalla tasolla ja suunnittelu oli erittäin yksinkertainen. Polttoainejärjestelmän huuhtelu yksipisteruiskutuksella ei vienyt paljon aikaa, koska riitti vain yhden suuttimen puh altamiseen, mutta lisääntyneet ympäristövaatimukset johtivat muiden, nykyaikaisempien järjestelmien kehittämiseen.

Monipisteruiskutusjärjestelmät

Hajautettua injektiota pidetään nykyaikaisempana, monimutkaisempina ja vähemmän luotettavana. Tässä tapauksessa jokainen sylinteri on varustettu eristetyllä suuttimella, joka sijaitsee imusarjassa imuventtiilin välittömässä läheisyydessä. Siksi emulsion syöttö suoritetaan erikseen. Kuten edellä todettiin, tällaisella ruiskutuksella polttomoottorin tehoa voidaan lisätä jopa 5-10%, mikä on havaittavissa tiellä ajettaessa. Toinen mielenkiintoinen kohta: tämä polttoaineen ruiskutusjärjestelmä on hyvä, koska suutin sijaitsee hyvin lähellä imuventtiiliä. Tämä minimoi polttoaineen kertymisen jakotukin seiniin, mikä johtaa merkittäviin polttoainesäästöihin.

Tyyppejä on useitamonipisteinjektio:

1. Samanaikainen - kaikki suuttimet avautuvat samanaikaisesti.
2. Parinsuuntainen - suuttimien avaaminen pareittain. Toinen suutin avautuu imuiskulla ja toinen ennen pakotahtia. Tällä hetkellä tällaista järjestelmää käytetään vain polttomoottorin hätäkäynnistyksen yhteydessä vaihevian sattuessa (kampiakselin asentoanturi).
3. Vaiheittainen - jokaista suutinta ohjataan erikseen ja se avautuu ennen imuiskua.

Tässä tapauksessa järjestelmä on melko monimutkainen ja perustuu täysin elektroniikan tarkkuuteen. Esimerkiksi polttoainejärjestelmän huuhtelu kestää paljon kauemmin, koska jokainen suutin on huuhdeltava. Nyt mennään eteenpäin ja tarkastellaan toista suosittua injektiotyyppiä.

Suoraruiskutus

Tällaisilla järjestelmillä varustettuja ruiskutusautoja voidaan pitää ympäristöystävällisimpinä. Tämän ruiskutusmenetelmän käyttöönoton päätavoitteena on parantaa polttoaineseoksen laatua ja lisätä hieman ajoneuvon moottorin hyötysuhdetta. Tämän ratkaisun tärkeimmät edut ovat seuraavat:

• emulsion huolellinen sumuttaminen;
• laadukkaan seoksen muodostus;
• tehokas emulsion käyttö ICE-toiminnan eri vaiheissa.

Näiden etujen perusteella voimme sanoa, että tällaiset järjestelmät säästävät polttoainetta. Tämä on erityisen havaittavissa ajettaessa hiljaa kaupunkialueilla. Jos vertaamme kahta autoa, joilla on sama moottorikoko, mutta erilaiset ruiskutusjärjestelmät, esimerkiksi suora ja monipiste, niin huomattavaparas dynaaminen suorituskyky on suorassa järjestelmässä. Pakokaasut ovat vähemmän myrkyllisiä, ja otettu litran tilavuus on hieman suurempi ilmajäähdytyksen ja polttoainejärjestelmän paineen lievän nousun vuoksi.

Mutta sinun tulee kiinnittää huomiota suoraruiskutusjärjestelmien herkkyyteen polttoaineen laadulle. Jos otamme huomioon Venäjän ja Ukrainan standardit, rikkipitoisuus ei saa ylittää 500 mg 1 litrassa polttoainetta. Samaan aikaan eurooppalaiset standardit viittaavat siihen, että tämän alkuaineen pitoisuus on 150, 50 ja jopa 10 mg litrassa bensiiniä tai dieseliä.

Jos tarkastelemme tätä järjestelmää lyhyesti, se näyttää tältä: suuttimet sijaitsevat sylinterinkannessa. Tämän perusteella ruiskutus suoritetaan suoraan sylintereihin. On syytä huomata, että tämä ruiskutusjärjestelmä sopii moniin bensiinimoottoreihin. Kuten edellä todettiin, polttoainejärjestelmässä käytetään korkeaa painetta, jonka alla emulsio syötetään suoraan polttokammioon imusarjan ohittaen.

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä: kevyt käynti

Hieman korkeammalla tarkastelimme suoraruiskutusta, jota käytettiin ensin Mitsubishi-autoissa, joilla oli lyhenne GDI. Tarkastellaanpa nopeasti yhtä päämoodista - juoksemista laihalla seoksella. Sen olemus on siinä, että ajoneuvo toimii tässä tapauksessa kevyillä kuormilla ja kohtuullisilla nopeuksilla jopa 120 kilometriä tunnissa. Polttoaineen ruiskutus suoritetaan polttimellapuristuksen viimeinen vaihe. Männästä heijastuva polttoaine sekoittuu ilman kanssa ja menee sytytystulpan alueelle. Osoittautuu, että kammiossa oleva seos on kulunut merkittävästi loppuun, mutta sen varausta sytytystulpan alueella voidaan pitää optimaalisena. Tämä riittää sytyttämään sen, minkä jälkeen myös muu emulsio syttyy. Itse asiassa tällainen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä varmistaa polttomoottorin normaalin toiminnan jopa ilma/polttoainesuhteella 40:1.

Tämä on erittäin tehokas tapa, joka säästää paljon polttoainetta. Mutta on syytä kiinnittää huomiota siihen, että pakokaasujen neutraloinnista on tullut akuutti. Tosiasia on, että katalyytti on tehoton, koska muodostuu typpioksidia. Tässä tapauksessa käytetään pakokaasujen kierrätystä. Erityinen ERG-järjestelmä mahdollistaa emulsion laimentamisen pakokaasuilla. Tämä alentaa jonkin verran palamislämpötilaa ja neutraloi oksidien muodostumista. Tämä lähestymistapa ei kuitenkaan anna sinun lisätä moottorin kuormitusta. Ongelman osittaiseksi ratkaisemiseksi käytetään varastokatalyyttiä. Jälkimmäinen on erittäin herkkä polttoaineille, joilla on korkea rikkipitoisuus. Tästä syystä polttoainejärjestelmä on tarkastettava säännöllisesti.

Homogeeninen sekoitus ja 2-vaiheinen toiminta

Power Mode (homogeeninen sekoitus) - ihanteellinen aggressiiviseen ajoon kaupunkialueilla, ohituksiin sekä moottoriteillä ja moottoriteillä ajoon. Tässä tapauksessa käytetään kartiomaista poltinta, joka on vähemmän taloudellinen kuin edellinen versio. Injektiosuoritetaan sisäänottoiskulla, ja saadun emulsion suhde on yleensä 14,7:1, eli lähellä stoikiometristä. Itse asiassa tämä automaattinen polttoaineensyöttöjärjestelmä on täsmälleen sama kuin jakelujärjestelmä.

Kaksivaiheinen tila tarkoittaa polttoaineen ruiskutusta puristustahdilla sekä käynnistystä. Päätehtävänä on moottorin jyrkkä lisäys. Hämmästyttävä esimerkki tällaisen järjestelmän tehokkaasta toiminnasta on liike alhaisilla nopeuksilla ja terävä kaasupolkimen painallus. Tässä tapauksessa räjähdyksen todennäköisyys kasvaa merkittävästi. Tästä yksinkertaisesta syystä ruiskutus tapahtuu yhden vaiheen sijaan kahdessa vaiheessa.

Ensimmäisessä vaiheessa pieni määrä polttoainetta ruiskutetaan imuiskulla. Tämän avulla voit hieman laskea ilman lämpötilaa sylinterissä. Voimme sanoa, että sylinteri sisältää erityisen laihaa seosta suhteessa 60:1, joten räjähdys sellaisenaan on mahdotonta. Puristustahdin viimeisessä vaiheessa ruiskutetaan polttoainesuihku, joka saa emulsion täyteläiseksi suhteessa noin 12:1. Tänään voimme sanoa, että tällainen moottorin polttoainejärjestelmä otettiin käyttöön vain Euroopan markkinoiden ajoneuvoille. Tämä johtuu siitä, että suuret nopeudet eivät ole Japanille ominaisia, joten moottorissa ei ole suuria kuormituksia. Euroopassa on paljon v altateitä ja moottoriteitä, joten kuljettajat ovat tottuneet ajamaan nopeasti, mikä kuormittaa paljon polttomoottoria.

Jotain muuta mielenkiintoista

Kannattaa kiinnittää huomiota siihen, että toisin kuin kaasutinjärjestelmissä ruiskutus vaatii säännöllistä polttoainejärjestelmän tarkastusta. Tämä johtuu siitä, että suuri määrä monimutkaista elektroniikkaa voi epäonnistua. Tämän seurauksena tämä johtaa ei-toivottuihin seurauksiin. Esimerkiksi ylimääräinen ilma polttoainejärjestelmässä johtaa emulsion koostumuksen rikkomiseen ja väärään seossuhteeseen. Jatkossa tämä vaikuttaa moottoriin, ilmaantuu epävakaata toimintaa, ohjaimet vioittuvat jne. Itse asiassa suutin on monimutkainen järjestelmä, joka määrittää milloin sylintereihin on syötettävä kipinää ja kuinka korkealaatuinen seos toimitetaan sylinterilohko tai imusarja, milloin suuttimet avataan ja mikä on ilman ja bensiinin suhde emulsiossa. Kaikki nämä tekijät vaikuttavat polttoainejärjestelmän synkronoituun toimintaan. Mielenkiintoista on, että ilman suurinta osaa ohjaimista kone voi toimia kunnolla ilman merkittäviä poikkeamia, koska käytössä on hätätietueita ja -taulukoita.

Polttomoottorin hyötysuhde meidän tapauksessamme määräytyy sen mukaan, kuinka oikeita säätimiltä saadut tiedot ovat. Mitä tarkempia ne ovat, sitä vähemmän mahdollisia erilaisia polttoainejärjestelmän toimintahäiriöitä. Myös koko järjestelmän nopeudella on tärkeä rooli. Toisin kuin kaasuttimissa, tässä ei tarvita manuaalista säätöä, mikä eliminoi virheet kalibrointitöiden aikana. Näin ollen saamme seoksen täydellisemmän palamisen ja paremman järjestelmän ekologisesti.

Johtopäätös

Lopuksi on syytä kertoa hieman injektiojärjestelmien puutteista. Suurin haittapuoli on polttomoottoreiden korkea hinta. Tekijä:yleisesti ottaen tällaisten yksiköiden kustannukset ovat noin 15 % korkeammat, mikä on merkittävää. Mutta on myös muita huonoja puolia. Esimerkiksi viallista polttoainejärjestelmän venttiiliä ei useimmissa tapauksissa voida korjata vuodon vuoksi, joten sinun on vain vaihdettava se. Tämä koskee myös laitteiden huollettavuutta yleisesti. Jotkut komponentit ja osat on paljon helpompi ostaa uutena kuin kuluttaa rahaa niiden korjaamiseen. Tämä laatu ei ole ominaista kaasuttimelle, jossa voit selvittää kaikki tärkeät komponentit ja palauttaa niiden suorituskyvyn kuluttamatta paljon aikaa ja vaivaa. Epäilemättä elektronista polttoaineensyöttöjärjestelmää korjataan suurella vaivalla ja keinoin. Hienostunutta elektroniikkaa ei todennäköisesti korjata ensimmäisellä saatavilla olevalla huoltoasemalla.

No, keskustelimme kanssasi siitä, mitä ruiskutusjärjestelmät ovat. Kuten näette, tämä on erittäin mielenkiintoinen keskustelunaihe. Voit puhua paljon enemmän siitä, mitkä ovat hyvät suuttimet ja kyvystä säätää moottoria välittömästi. Mutta olemme jo puhuneet pääkohdista. Muista, että bensiinimoottorin polttoainejärjestelmä tulee tarkastaa säännöllisesti mahdollisten vikojen var alta. Esimerkiksi maallemme ominaisen polttoaineen heikon laadun vuoksi suuttimet usein tukkeutuvat. Tästä johtuen moottori alkaa toimia ajoittain, teho laskee, seoksesta tulee liian laihaa tai päinvastoin. Kaikki tämä vaikuttaa erittäin huonosti autoon kokonaisuutena, joten jatkuvaa ja säännöllistä seurantaa tarvitaan. Yritä lisäksi tankata vain ajoneuvosi valmistajan suosittelemaa bensiiniä.