Інжекторний двигун (двигун з інжектором, англ. Electronic fuel injection engine) — сучасний тип ДВС, оснащений инжекторной системою паливного вприскування, яка прийшла на зміну моторам з карбюратором. Сьогодні нові бензинові автомобілі оснащуються виключно інжектором, так як дане рішення здатне забезпечити силовій установці необхідне відповідність строгим нормам щодо економічності та токсичності відпрацьованих газів.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке двигун TDI. З цієї статті ви дізнаєтеся про відмінні особливості, а також переваги і недоліки двигунів даного типу.
Карбюратор програє інжектору за загальними показниками ефективності, так як інжекторні двигуни стабільніше працюють, автомобіль отримує поліпшену динаміку розгону. Інжекторний агрегат споживає менше палива, вміст шкідливих речовин у вихлопі знижується, так як паливо згорає більш повноцінно. Управління системою повністю автоматизовано (на відміну від карбюратора), тобто не вимагає ручного підстроювання під час експлуатації. Що стосується дизельних двигунів, система уприскування дизпалива на таких моторах має ряд конструктивних відмінностей, хоча загальний принцип роботи інжектора на дизелі залишається схожим на бензинові аналоги.
Чим відрізняється інжекторний двигун від карбюраторного
Інжектор є принципово інший спосіб подачі палива в камеру згоряння в порівнянні з карбюратором. Іншими словами, в инжекторном моторі найбільші конструктивні зміни торкнулися системи живлення і подачі палива. У карбюраторному двигуні бензин змішується з певною частиною повітря в зовнішньому пристрої (карбюраторі).
Після утворилася паливно-повітряна суміш всмоктується в циліндри двигуна. Інжекторний двигун має спеціальні інжекторні форсунки, які дозовано впорскують пальне під тиском, після чого відбувається змішання порції палива з повітрям. Якщо порівнювати ефективність подачі пального інжектором і карбюратором, мотор з інжектором виявляється до 15% могутніше. Також відзначається істотна економія палива на різних режимах роботи двигуна.
різновиди інжекторів
Інжекторниє системи паливного вприскування діляться на кілька підвидів:
- одноточковий уприскування (моновприск);
- розподілене уприскування;
- прямий (безпосередній) впорскування;
Такий поділ безпосередньо залежить від загальної кількості встановлених форсунок, а також від місця уприскування самого палива. Одноточковий система є найбільш ранньої розробкою і передбачає наявність лише однієї инжекторной форсунки у впускному колекторі. Іншими словами, форсунка одна для всіх циліндрів двигуна. Дане рішення має ряд недоліків, що і призвело до її швидкого зникнення.
Наступним витком розвитку інжектора після моновриску став розподілене уприскування, що означає наявність колектора і окремих форсунок, які встановлюються над впускним клапаном кожного циліндра. Безпосередній впорскування палива є новітньою инжекторной системою. Принцип роботи полягає в тому, що форсунка встановлюється так, щоб подавати паливо прямо в циліндр двигуна (безпосередньо в камеру згоряння), а не в колектор. Місцем розташування форсунок в цій системі стали головки циліндрів. Дана система великою мірою нагадує принцип подачі палива і сумішоутворення в дизельних двигунах.
Також кожна з систем додатково ділиться на кшталт уприскування. Що стосується розподіленого уприскування, таке рішення може бути одночасним (всі форсунки впорскують пальне). Також впорскування може бути попарно-паралельним (форсунки відкриваються парами), коли одна форсунка починає відкриття перед уприскуванням палива, а інша перед тактом випуску. Також відзначається фазований уприскування (форсунка відкривається перед тактом впуску) і прямий впорскування безпосередньо в циліндр.
Як влаштований і працює інжектор
Пристрій інжектора передбачає в основі наявність наступних базових компонентів системи:
- електронний блок управління (ЕБУ);
- електробензонасос;
- інжекторні форсунки;
- паливна рампа з регулятором тиску;
- електронні датчики температури, кута відкриття дросельної заслінки ДПДЗ, ДПКВ, ДМРВ і т.д.
Для кращого розуміння принципу роботи інжектора давайте поверхнево розглянемо, як компоненти системи взаємодіють між собою на прикладі поширеного типу інжекторних двигунів з багатоточковим розподіленим уприскуванням. Після повороту ключа запалювання харчування подається на електричний бензонасос, який знаходиться в паливному баку і занурений в пальне. Зазначений насос подає паливо в паливну магістраль під певним тиском. Інжекторниє форсунки встановлені в паливній рампі (рейці), через яку реалізований підведення палива до форсунок, а також здійснена фіксація самих форсунок на впускному колекторі. У рампі також встановлено регулятор тиску палива, який служить для підтримки різниці між тиском повітря під впуску і в самих інжекторах.
Завдяки встановленим датчикам електронної системи управління двигуном (ЕСКД) контролер ЕБУ отримує інформацію, на підставі якої вдається синхронізувати уприскування відповідно до режимів і умов роботи ДВС. Блок управління отримує свідчення від датчика температури двигуна, кисневого датчика, датчика детонації, датчика положення распердвала (датчика Холла) і датчика коленвала. Так вдається скорегувати кількість палива, що подається в кожен циліндр, гнучко і динамічно змінювати склад паливно-повітряної суміші і т.д.
Якщо сказати інакше, для точного впорскування палива необхідно подати пальне на форсунки під тиском, яке створює бензонасос в бензобаку. Далі ЕБУ посилає на форсунки керуючі імпульси. Дані імпульси змушують форсунку відкриватися на потрібний проміжок часу, який залежить від конкретного режиму роботи двигуна, навантаження на мотор, ступеня натискання на педаль газу і ряду інших чинників. Інформація про тривалість імпульсів на форсунки і потрібній кількості палива під час вприскування розраховується ЕБУ з урахуванням показань від електронних датчиків.
Датчики фіксують різні зміни в роботі двигуна і мінливі умови, постійно передаючи сигнали на блок управління. Дана схема дозволяє витрачати строго певну кількість палива під час запуску, прогріву, роботи на холостих обертах, спокійною або динамічної їзди і т.д.
Зазначена точність під час дозування пального можлива тільки завдяки роботі керуючої електроніки автомобіля у вигляді сукупності датчиків і ЕБУ двигуном. У блоці управління прошиті прошивки, а сама робота ґрунтується на так званих паливних картах. Датчики безперервно подають інформацію про режим роботи двигуна, про швидкості руху транспортних засобів і т.д. Контролер отримує і обробляє дані, після чого визначає необхідну кількість вприськов палива і їх тривалість за часом. Будь-які зміни в роботі ДВС зчитуються датчиками і змушують ЕБУ динамічно вносити корективи в роботу інжектора.
Видатна екологічність інжектора стала можливою завдяки наявності кисневого датчика (лямбда зонда). Зазначений датчик знаходиться в випускний системі і «оцінює» стан вихлопних газів. На підставі його свідчень ЕБУ збіднює або збагачує паливно-повітряну суміш (змінює співвідношення кількості повітря і палива в складі робочої суміші) під час роботи двигуна в більшості стандартних режимів.
Переваги та недоліки інжекторних двигунів
Якщо порівнювати інжектор з карбюратором, тоді перше рішення зручніше експлуатувати, але безумовно дорожче і складніше ремонтувати. Простий карбюратор являє собою механічний пристрій, яке вимагає періодичного обслуговування. Двигуни з карбюратором сильніше коксуються, ледве можуть запускатися в холодну пору року, перевитрачають пальне, також мотор може нестабільно працювати в сильну спеку і т.д.
Карбюратор має менший ресурс в порівнянні з інжектором. З цієї причини карбюратор потрібно постійно чистити, промивати і підлаштовувати. Незаперечним плюсом карбюратора є його простота і невибагливість до якості палива, завдяки чому навчитися ремонтувати і налаштовувати карбюратор своїми руками може практично кожен автовласник у себе в гаражі.
Рекомендуємо також прочитати статтю про пристрій карбюраторного уприскування. З цієї статті ви дізнаєтеся про принципи роботи, особливості настройки і обслуговування карбюратора.
У випадку з інжекторними ДВС головними плюсами є: економічність, легкий запуск двигуна і стабільність роботи мотора в будь-яких умовах, а також низьку витрату палива. Мотор з інжектором краще реагує на педаль газу, свічки запалювання не так часто і сильно заливає бензином, двигун менше схильний до коксування. При цьому визначити несправність інжектора в разі несправності буває набагато складніше.
Часті несправності інжектора
Так як інжектор є складною багатокомпонентною системою, з часом окремі елементи можуть виходити з ладу. Головним завданням інжектора є максимально можлива ефективність згоряння палива, яка досягається завдяки підтримці чітко визначеного складу робочої суміші палива і повітря.
- В результаті будь-який збій в роботі електронних датчиків призводить до дисбалансу в роботі всієї інжекторної системи, можуть плавати обороти на холостому ходу або в русі, двигун може троіть або не заводиться, відзначається зміна кольору вихлопу і т.д. В окремих випадках ЕБУ може перевести мотор в аварійний режим. Силовий агрегат в такій ситуації не набирає обертів, на приладовій панелі горить «check» і т.п.
- Ще однією причиною несправностей інжектора є забруднення фільтруючих елементів в системі подачі палива або самих інжекторних форсунок в результаті використання бензину низької якості. Для підтримки працездатності паливний фільтр потрібно вчасно міняти. Чи не менше уваги, особливо на автомобілях з пробігом більше 50-70 тис. Км, заслуговує сітка-фільтр бензонасоса. Вказану сіточку бензонасоса рекомендується міняти або чистити. Також бажано один раз в декілька років мити паливний бак паралельно заміні або очищення зазначеної сітки-фільтра грубої очистки паливного насоса.
Відзначимо, що важливо визначати і усувати несправність інжектора своєчасно, так як збої в його роботі можуть істотно погіршити загальний стан ДВС і привести до інших поломок. Що стосується засмічення паливних форсунок, в цьому випадку двигун гірше заводиться, втрачає потужність і починає витрачати більше палива. Порушення форми факела розпилу палива (особливо в моторах з прямим уприскуванням) призводить до локальних перегрівів, детонації двигуна, прогар клапанів і т.д. - Також форсунки можуть «лити» паливо, тобто не закриватися після припинення імпульсу від ЕБУ. В цьому випадку надлишки палива потрапляють в камеру згоряння, потім можуть проникати в випускну систему і в систему змащення двигуна через нещільності в місцях установки поршневих кілець. У таких ситуаціях сильно страждає весь двигун, так як бензин розріджує масло і мастило навантажених деталей погіршується. Наявність палива у вихлопній системі виводить з ладу каталітичний нейтралізатор (каталізатор), який очищає відпрацьовані гази від шкідливих сполук.
Для запобігання несправностей інжектора форсунки необхідно періодично очищати. Справа в тому, що наявність фракцій і домішок в бензині поступово забруднює форсунки, що і знижує їх продуктивність, а також порушує якість розпилу палива. Почистити форсунки можна двома способами: із зняттям або прямо на машині. Процедура очищення інжекторних форсунок на автомобілі передбачає те, що через інжектори пропускається спеціальна промивна рідина для чищення інжектора. Спосіб полягає в тому, що від паливної рампи від’єднується паливна магістраль, після чого замість бензонасоса в систему починає качати промивну рідину спеціальний компресор замість бензонасоса.
Ще одним варіантом чистки інжектора є очищення зі зняттям форсунок в ультразвукової ванні або на спеціальному промивальному стенді. Що стосується ультразвуку, форсунки поміщаються в спеціальний апарат або ванну, де хвильові коливання «розбивають» відкладення. Промивання форсунок зі зняттям на стенді є процедуру, коли імітується робота форсунок в двигуні, при цьому замість бензину через них пропускається промивна рідина. Відзначимо, що кожен з цих способів має свої переваги і недоліки, про які можна прочитати в нашій окремій статті про промивку форсунок.
Поради та рекомендації
Експлуатація автомобіля на паливі в умовах СНД зобов’язує власника здійснювати заміну паливного фільтра кожні 10-15 тис. Км. пробігу і періодичну чистку інжекторних форсунок. Дану процедуру бажано проводити кожні 30-35 тис. Км. пробігу. Додатково рекомендується купувати паливо тільки на великих АЗС з хорошою репутацією.
З метою профілактики можна використовувати спеціальні очисники паливної системи, які заливаються в паливо для підтримки чистоти інжектора. Відзначимо, що дані присадки в пальне доцільно застосовувати тільки на нових автомобілях або після глибокого очищення паливної системи. Якщо форсунки вже брудні, тоді необхідно промивати інжектор окремо.
Не слід чекати того моменту, коли проявляться симптоми забруднення інжектора у вигляді проблем з роботою двигуна. Краще промивати форсунки заздалегідь. Наприклад, перед кожним другим плановим ТО. Зверніть увагу, в разі використання способу очищення промивальним рідинами оптимально здійснювати дану процедуру до заміни моторного масла.
Наостанок додамо, що зниження продуктивності форсунок може бути викликано неполадками бензонасоса. В цьому випадку необхідно заміряти тиск у паливній рампі. Якщо показники виявляться нижче рекомендованих, тоді буде потрібно зняти насос для діагностики. Також слід враховувати, що установка більш продуктивних форсунок під час тюнінгу і форсування двигуна може зажадати обов’язкової заміни паливного насоса.