Інжектор – що це? Принцип роботи і для чого потрібний

На ринку автомобільного світу існує дві паливні системи, які використовуються в двигунах внутрішнього згоряння. Перша - карбюраторних, а друга - інжекторний. Якщо раніше всі машини оснащувалися карбюраторами (причому від їх кількості залежала і потужність ДВС), то в останніх поколіннях транспортних засобів більшості автовиробників використовується інжектор.

Розглянемо, чим дана система відрізняється від карбюраторної, які види інжекторів бувають, а також у чому його переваги і недоліки.

Що таке інжектор?

Інжектор - це електромеханічна система в автомобілі, яка бере участь у формуванні повітряно-паливної суміші. Цим терміном називається паливна форсунка, яка здійснює уприскування палива, проте так називають і паливну систему з декількома розпилювачами.

Інжектор працює на будь-якому виді палива, завдяки чому застосовується на дизельних, бензинових і газових моторах. У випадку з бензиновим і газовим обладнанням паливна система мотора буде ідентична (завдяки цьому на них можна встановлювати ГБО для комбінування палива). Принцип роботи дизельної версії ідентичний, тільки працює вона під великим тиском.

Інжектор – історія появи

Перші системи упорскування з'явилися приблизно в той же час, що й карбюратори. Найпершим варіантом інжектора був моновпорскування. Інженери відразу зрозуміли, що при можливості виміряти витрати повітря, що надходить в циліндри, можна організувати дозовану подачу палива під тиском.

Великого застосування інжекторів у ті часи не набули, тому що тоді науково-технічний прогрес не досяг такого розвитку, щоб автомобілі з інжекторними моторами були доступні простим автомобілістам.

Найпростішою частиною конструкції, а також надійною технологією були карбюратори. Причому при встановленні модернізованих варіантів або кількох пристроїв на один мотор можна було суттєво збільшити його продуктивність, що підтверджує участь таких автомобілів у змаганнях.

Перша потреба в інжекторах виникла в моторах, які використовувалися в авіації. Через часті та серйозні перевантаження паливо погано надходило через карбюратор. Тому передова технологія примусового упорскування (інжектор) палива застосовувалася в винищувачах часів Другої світової війни.

Так як інжектор сам створює необхідний для роботи агрегату тиск, йому не страшні навантаження, які зазнає літак у польоті. Авіаційні інжектори перестали вдосконалюватись, коли поршневі двигуни почали витіснятися реактивними агрегатами.

У той же період на переваги інжекторів звернули увагу розробники спортивних автомобілів. Порівняно з карбюраторами інжектор забезпечував двигун більшою потужністю при тому ж обсязі циліндрів. Поступово інноваційна технологія перекочувала зі спортивного на цивільний транспорт.

У автомобільну промисловість інжектори почали впроваджуватись одразу після Другої світової війни. Лідируючу позицію у розробці інжекторних систем займала компанія Bosch. Спочатку з'явився механічний інжектор K-Jetronic, потім з'явилася його електронна версія – KE-Jetronic. Саме завдяки впровадженню електроніки інженерам вдалося підвищити продуктивність паливної системи.

Принцип роботи інжектора

У найпростішу систему інжекторного типу входять такі елементи:

• ЕКЮ;
• електробензонасос;
• Форсунка (в залежності від типу системи вона може бути одна або кілька);
• Датчики повітря і дросельної заслінки;
• Регулятор тиску палива.

Робота паливної системи відбувається за такою схемою:

• Датчик повітря фіксує обсяг, який надходить в двигун;
• З нього сигнал йде на блок управління. Крім цього параметра в головне пристрій надходить інформація з інших пристроїв - датчик коленвала, температури мотора і повітря, дросельної заслінки і ін .;
• Блок аналізує дані і розраховує, з яким тиском і в який момент подати паливо в камеру згоряння або в колектор (залежить від типу системи);
• Завершується цикл сигналом на відкриття голки форсунки.

Детальніше те, як працює інжекторна система автомобіля, розповідається в наступному відео:

Система подачі палива на инжекторном автомобілі

пристрій інжектора

Вперше інжектор був розроблений в 1951 році компанією Bosch. Цією технологією був оснащений автомобіль Goliath 700 з двотактним мотором. Через три роки вона була встановлена ​​в Мерседес 300 SL.

Так як дана паливна система була дивиною і коштувала дуже дорого, виробники автомобілів не наважувалися її впроваджувати в лінійку силових агрегатів. З посиленням екологічних норм після всесвітнього паливної кризи всі бренди були змушені розглянути можливість оснащувати свої транспортні засоби такою системою. Розробка виявилася настільки успішною, що на сьогоднішній день інжектором оснащуються все авто за замовчуванням.

Конструкція самої системи і принцип її роботи вже відомі. Що ж стосується самого розпилювача, то в його пристрій входять такі елементи:

• Гумовий ущільнювач, який не дозволяє повітрю потрапляти в контур магістралі на місці приєднання паливної комірки;
• Фільтр тонкого очищення запобігає засмічення отвору розпилювача;
• Конектор для підключення проводів;
• Електромагніт - приводить в рух голку;
• Обмотка електромагніту активує переміщення самого магніту;
• Пружина, яка повертає підняту голку на своє місце;
• Гумовий ущільнювач, який не дає можливості повітрю надходити між впускним колектором і стінками форсунки;
• Голка - виконує функцію клапана, через який здійснюється впорскування палива;
• Моделі, які використовуються в системах безпосереднього вприскування, мають додатковий захисний кожух. Він запобігає перегріванню корпусу під час займання ВТС.

Типи інжекторних форсунок

Також форсунки між собою відрізняються принципом розпилення палива. Ось їх основні параметри.

електромагнітна форсунка

Більшість бензинових моторів оснащуються саме такими форсунками. У таких елементах є Електомагнітні клапан з голкою і соплом. Під час роботи пристрою на обмотку магніту надходить напруга.

Управління частотою імпульсів проводиться блоком управління. Коли на обмотку надходить струм, в ній утворюється магнітне поле відповідної полярності, завдяки чому якір клапана переміщається, а разом з ним і піднімається голка. Як тільки напруга в обмотці пропадає, пружина переміщує голку на її місце. Завдяки великому тиску палива повернення запірного механізму полегшується.

електрогідравлічна форсунка

Такий тип розпилювачів використовується в дизелях (в тому числі в модифікації паливної рейки Common Rail). У конструкції розпилювача також є електромагнітний клапан, тільки форсунка має заслінки (вхідну і зливну). При знеструмленому електромагніт голка стоїть на своєму місці і притискається до сідла за рахунок тиску палива.

Коли ЕБУ подає сигнал на зливний дросель, в паливну магістраль надходить дизпаливо. Тиск на поршень стає менше, але на голку воно не зменшується. Завдяки такій різниці голка піднімається і через отвір солярка надходить в циліндр під великим напором.

п'єзоелектрична форсунка

Це найостанніша розробка в області інжекторних систем. В основному вона використовується в дизельних двигунах. Одна з переваг такої модифікації в порівнянні з першою - вона спрацьовує в чотири рази швидше. Крім цього дозування в таких пристроях забезпечується більш точна.

У пристрій такої форсунки також входить клапан і голка, але ще і п'єзоелемент з штовхачем. Працює розпилювач за принципом різниці тиску, як у випадку з електрогідравлічним аналогом. Єдиною відмінністю є п'єзокристал, який змінює свою довжину під напругою. Коли на нього впливає електричний імпульс, його довжина стає більше.

Кристал впливає на штовхач. Це переміщує клапан у відкритий стан. Паливо надходить в магістраль і утворюється різниця тиску, завдяки чому голка відкриває отвір для розпилення солярки.

Види інжекторних систем

Перші розробки інжекторів лише частково мали електричні елементи. Здебільшого конструкція складалася з механічних вузлів. Останнє покоління систем вже оснащені безліччю електронних елементів, які забезпечують стабільну роботу мотора і максимально якісну дозування подачі палива.

На сьогоднішній день розроблено всього три системи упорскування палива:

• моновприск;
• Мультівприск;
• Безпосередній впорскування.

Центральна (моновприск) інжекторна система

У сучасних автомобілях така система практично не зустрічається. Вона має одну паливну форсунку, яка встановлюється у впускному колекторі, також як карбюратор. У колекторі бензин перемішується з повітрям і за допомогою тяги надходить до відповідного циліндр.

Відрізняється карбюраторний мотор від інжекторного з моновриску тільки тим, що в другому випадку здійснюється примусове розпилення. Це ділить порцію на більшу кількість дрібних частинок. Це забезпечує поліпшену згоряння ВТС.

Однак дана система має істотний недолік, через що швидко застаріла. Так як розпилювач встановлюється занадто далеко від впускних клапанів, циліндри наповнювалися нерівномірно. Цей фактор значно впливав на стабільність ДВС.

Розподілена (мультівприск) інжекторна система

Система мультівприска швидко прийшла на зміну згаданого вище аналога. До сих пір вона вважається найбільш оптимальною для бензинових моторів. У ній впорскування здійснюється також у впускний колектор, тільки тут кількість форсунок відповідає числу циліндрів. Вони встановлюються максимально близько до впускних клапанів, завдяки цьому камера кожного циліндра отримує повітряно-паливну суміш з потрібним складом.

Система розподіленого уприскування дозволила знизити «ненажерливість» моторів без втрати потужності. Крім цього такі машини більше відповідають екологічним стандартам, ніж карбюраторні аналоги (і ті, які оснащені моновриску).

Єдиний недолік таких систем - через наявність більшої кількості виконавчих пристроїв налагодження та обслуговування паливної системи досить складне, щоб виконувати його у власному гаражі.

Система безпосереднього впорскування

Це найостанніша розробка, яка застосовується на бензинових і газових моторах. Що ж стосується дизелів, то це єдиний тип впорскування, який можливо використовувати в них.

В системі безпосередньої подачі палива кожен циліндр має індивідуальну форсунку, як і в розподіленої системі. Єдина відмінність - розпилювачі встановлені безпосередньо над камерою згоряння циліндра. Розпилення здійснюється відразу в робочу порожнину, минаючи клапан.

Така модифікація дозволяє підвищити ККД мотора, ще знизити його витрата і зробити ДВС більш екологічним за рахунок якісного згоряння повітряно-паливної суміші. Як і у випадку з попередньою модифікацією, дана система має складний пристрій і вимагає якісне паливо.

Відмінність карбюратора від інжектора

Найголовніша відмінність цих пристроїв - в схемі формування ВТС і принцип її подачі. Як ми з'ясували, інжектор здійснює примусовий впорскування бензину, газу або солярки і за рахунок розпилення паливо більш якісно змішується з повітрям. У карбюраторі ж головну роль грає якість вихору, який створюється в повітряній камері.

Карбюратор не розходяться енергію, що виробляється генератором, а також для його роботи не потрібно складна електроніка. Всі елементи в ньому виключно механічні та працюють на основі фізичних законів. Інжектор ж без ЕБУ і електрики працювати не буде.

Що краще: карбюратор або інжектор?

Відповідь на це питання буде відносним. Якщо купувати новий автомобіль, то вибору тут немає - карбюраторні автомобілі вже залишилися в історії. В автосалоні можна купити тільки інжекторних модель. Однак на вторинному ринку ще багато транспортних засобів з карбюраторним двигуном, і їх кількість найближчим часом не зменшиться, так як заводи ще продовжують випускати для них запчастини.

Визначаючись з типом двигуна, варто врахувати, в яких умовах машина буде експлуатуватися. Якщо основний режим - це сільська місцевість або невелике місто, то карбюраторних машина непогано впорається зі своїм завданням. У таких місцевостях мало якісних СТО, які належним чином можуть відремонтувати інжектор, а карбюратор можна виправити навіть самому (ютуб допоможе підвищити рівень самоосвіти).

Що ж стосується великих міст, то інжектор дозволить пристойно заощадити (в порівнянні з карбюратором) в умовах тягучок і частих заторів. Однак для такого мотора буде потрібен певний паливо (з великим октановим числом, ніж для більш простого типу ДВС).

На прикладі системи паливної системи мотоцикла в наступному відео показуються переваги і недоліки карбюраторів і інжекторів:

Інжектор vs Карбюратор. Що краще? | Голос Бездоку | MC Garage @MotorcyclistMag

Догляд за інжекторними двигунами

Обслуговування инжекторной паливної системи - не така вже й складна процедура. Головне - дотримуватися рекомендацій виробника по плановому технічному обслуговуванню:

• Вчасно міняти повітряний фільтр;
• Не забувати про заміну паливного фільтра тонкого очищення;
• Періодично перевіряти контакти датчиків системи на предмет масляних або запорошених забруднень;
• Чи не їздити з майже порожнім баком (часто це є причиною виходу з ладу паливного насоса);
• Заправляти бак відповідним паливом.

Ці прості правила дозволять уникнути непотрібних розтрат на ремонт поламаних елементів. Що ж стосується налаштування режиму роботи мотора, то цю функцію виконує електронний блок управління. Лише за відсутності сигналу від одного з датчиків на панелі приладів буде загорятися сигнал Check Engine.

Але навіть при належному обслуговуванні іноді виникає необхідність в прочищення паливних форсунок.

промивання інжектора

Про необхідність в такій процедурі можуть свідчити наступні фактори:

• Мотор погано заводиться;
• Плаваючі обороти на холостому ходу;
• Зменшилася динаміка при розгоні;
• Автомобіль став більш «ненажерливим».

В основному форсунки забиваються через домішок, які знаходяться в паливі. Вони настільки дрібні, що просочуються через фільтруючі елементи фільтра.

Промивання інжектора можна виконати двома методами: відвезти машину на СТО і виконати процедуру на стенді або зробити це самостійно з використанням спеціальних хімічних речовин. Друга процедура виконується в такій послідовності:

• Спочатку потрібно створити альтернативну паливну систему - невелика ємність з паливом, у яке додається очищувач (концентрація речовини вказується на його тарі, але часто один літр рідини призначений для обробки 2,5 літрів обсягу мотора). Сюди ж встановлюється інший паливний насос;
• Двигун прогрівають до робочої температури;
• Після цього потрібно знеструмити основний паливний насос. Для цього достатньо вийняти його запобіжник;
• Кілька разів відбувається спроба завести мотор без насоса. Це потрібно, щоб тиск в магістралі впало;
• Від'єднується паливний шланг подачі;
• Шланг обратки потрібно заглушити. Для цього він знімається зі штуцера і в нього закручується товстий болт;
• Підключається нова паливна система;
• Заводиться мотор. Йому слід попрацювати 5 хвилин, після чого він глушиться;
• Щоб засіб роз'їло відкладення в форсунках, потрібно почекати пару хвилин і знову завести ДВС;
• Дати двигуну попрацювати близько 30 хвилин, періодично підвищуючи обороти до значення в 2500 об / хв .;
• Альтернативна паливна система від'єднується і підключається штатна;
• Мотор заводять на 10 хвилин, щоб видалити залишки миючого речовини;
• Після виконання процедури змінюються свічки запалювання на нові.

Варто врахувати, що така чистка не видаляє домішки з паливного бака. Значить, якщо причиною засмічення є неякісне паливо, то його потрібно повністю злити з бака і залити чисте пальне.

Про те, наскільки безпечна ця процедура, дивіться у відео:

Промивання інжектора без зняття своїми руками. Як промити систему упорскування LAVR ML101

Поширені несправності інжектора

Незважаючи на високу надійність інжекторів та їх ефективність, що більше в системі елементів тонкої роботи, то більша ймовірність виходу з ладу цієї системи. така реальність, і вона не оминула інжектори.

Ось найчастіші поломки системи упорскування:

• Вихід з ладу бензонасоса (природне зношування та неякісне паливо);
• Поломка форсунок (неякісне паливо - засмічення, вихід із ладу клапана);
• Засмічення датчика масової витрати повітря (рідше виходить з ладу його аналог – датчик абсолютного тиску);
• Окислення роз'ємів електроніки;
• Вихід з ладу бюджетного датчика положення дроселя;
• Засмічення каналів дроселя;
• Підсмоктування повітря в паливо.

Більшість поломок спричиняє нестабільну роботу силового агрегату. Його повна зупинка відбувається через виходу з ладу бензонасоса, відразу всіх форсунок та виходу з ладу ДПКВ. Інші неполадки блок управління намагається обійти і стабілізувати роботу ДВЗ (при цьому на приладку світиться значок двигуна).

Переваги та недоліки інжектора

До переваг інжектора відносяться:

• Більш ефективне формування повітряно-паливної суміші;
• Потужність силового агрегату, в порівнянні з карбюраторним мотором з такими ж параметрами, до 10 відсотків вище;
• Електроніка більш економічно витрачає паливо і ефективніше розподіляє момент упорскування;
• Екологічність викиду у інжектора майже на 75 відсотків вище, ніж у карбюратора;
• Велика стабільність - електроніка не так часто потребує коригування, ніж механічні пристрої;
• У зимовий період інжекторний мотор швидше виходить в робочий режим - не потребує тривалому прогріванні.

Крім достоїнств дана система має істотні недоліки, які не дозволяють автомобілістам зі скромним достатком віддати перевагу карбюратора:

• Вартість самої системи, її обслуговування або ремонт набагато дорожче, ніж ті ж параметри, що і у карбюратора;
• Щоб провести діагностику, потрібен фахівець, який має спеціальне обладнання;
• Електроніка чи датчики інжекторних моторів вкрай рідко виходять з ладу, але коли таке трапляється, доводиться витрачати пристойні суми, щоб повернути автомобілю колишню динаміку;
• Двигун, оснащений інжектором, вибірковий до якості палива. Якщо карбюратор абсолютно спокійно працюватиме на 92-му бензині, то інжектору потрібен мінімум 95-й.

Інжекторна паливна система показала себе досить стабільною і надійною. Однак, якщо з'явилося бажання модернізувати карбюраторний мотор свого автомобіля, то слід зважити всі за і проти.

Відео про те, як працює інжектор

Ось невелике відео про те, як працює сучасний двигун з інжекторною паливною системою:

Система подачі палива на инжекторном автомобілі

Питання та відповіді:

Що таке інжектор простими словами? Від англійської injection (ін'єкція або впорскування). По суті, це форсунка, яка розпорошує паливо у впускний колектор або безпосередньо в циліндр.

Що означає інжекторний автомобіль? Це автомобіль, в якому використовується паливна система з форсунками, що розпорошують бензин/солярку в циліндри мотора або у колектор впускний.

Навіщо потрібен інжектор у машині? Так як форсунка є частиною паливної системи, то інжектор призначений для механічного розпилення палива в моторі. Це може бути дизельний чи бензиновий інжектор.