Bensiini- ja diiselmootorite kütusepihustid - üldteave

Pihustid - täiturmootor, mis on ette nähtud kütuse pihustamiseks kütusesüsteemi sisselaskekanalisse või sisepõlemismootori silindritesse. Neid seadmeid on järgmist tüüpi - mehaanilised, elektromagnetilised, hüdraulilised, piesoelektrilised. Bensiini- ja diiselmootorite pihustid erinevad oma tööviisi poolest. Samuti töötavad erinevate markide autodes pihustid erineva pinge ja rõhuga. Sellest kõigest ja paljust muust räägime teile selles materjalis.

Millest me räägime:

• Düüside tüübid
• Otsesüstimine
• Eelised ja puudused
• Düüside asukoht
• Pihustite puhastamine
• Pihusti pinge
• Pihusti juhtimine

Düüside tüübid

Iseloomustame kõiki loetletud tüüpe eraldi ja alustame elektromagnetilised pihustid... Need on paigaldatud bensiinimootoritesse. Düüsid koosnevad järgmistest komponentidest - solenoidklapp, pihustusnõel ja düüs.

Elektromagnetiline sissepritsedüüs

Diislikütuse elektrohüdrauliline otsik

Nende töö põhimõte on üsna lihtne. Kui auto ECU-lt saadakse käsk, rakendatakse solenoidklapile pinget, mille tõttu tekib selles magnetväli, mis tõmbab nõela sisse, vabastades seeläbi düüsis oleva kanali. Vastavalt sellele läbib kütus. Niipea, kui klapi pinge kaob, sulgeb nõel tagasivedru mõjul düüsi uuesti ja silindritesse ei tarnita enam bensiini.

Erinevate sõidukitootjate pihustitele antakse erinevaid pingeid. Seda tuleb pihustite vahetamisel ja puhastamisel arvestada.

Järgmine tüüp on elektrohüdraulilised düüsid... Neid kasutatakse diiselmootorites, sealhulgas Common Rail süsteemil põhinevates mootorites. Sellised düüsid on keerukama disainiga. Eelkõige sisaldavad need sisselaske- ja äravooluklappe, solenoidklappi ja juhtimiskambrit. Injektor töötab järgmiselt.

Piesoelektriline otsik

Liikumine põhineb kütuse rõhu kasutamisel nii sissepritsimisel kui ka selle peatamisel. Esialgses asendis on solenoidventiil pingest välja lülitatud ja vastavalt suletud. Sellisel juhul surutakse düüsinõel juhtimiskambris olevale kolvile loodusliku kütuserõhu all vastu oma istet. See tähendab, et kütuse sissepritset pole. Kuna nõela läbimõõt on palju väiksem kui kolvi läbimõõt, on sellel suurem surve.

Kui solenoidklapile rakendatakse ECU signaali, avab see tühjendusklapi. Vastavalt sellele hakkab kütus voolama äravoolutorusse. Kuid sisselaske drossel hoiab ära juhtimiskambri ja sisselaskekollektori vahelise rõhu ühtlustamise. Vastavalt sellele väheneb rõhk kolvile aeglaselt, samas kui nõelale avalduv rõhk ei muutu. Seetõttu tõuseb nõel rõhuerinevuse all ja toimub kütuse sissepritsimine.

Kolmas tüüp on piesoelektrilised düüsid... Neid peetakse kõige arenenumateks ja neid kasutatakse ühisanumkütusesüsteemiga varustatud diiselmootoritel. Sellise düüsi konstruktsioon sisaldab piesoelektrilist elementi, tõukurit, lülitusventiili ja nõela.

Piesoelektriliste pihustite elektritakistus on mitu kümmet kOhm.

Praegu, kui kütus düüsist läbi ei voola, istub selle nõel tihedalt oma istmel, kuna seda surub kõrge kütuse rõhk. Kui ECU-lt saabub signaal piesoelektrilisele elemendile, mis on täiturmehhanism, siis suureneb selle suurus sel hetkel (pikkus) ja surub seega kolvi.Selle tulemusena avaneb klapp ja selle kaudu siseneb kütus äravoolutorusse. Nõela ülaosas rõhk väheneb ja nõel tõuseb. Sellisel juhul süstitakse kütust.

Piesoelektriliste pihustite peamine eelis on nende reageerimise suur kiirus (umbes 4 korda kiirem kui hüdrauliline). See võimaldab ühe mootoritsükli jooksul läbi viia mitu kütuse sissepritset. Söötmise käigus saab tarnitud kütuse kogust kontrollida kahel viisil - piesoelektrilise elemendiga kokkupuute ajal, samuti kütuse rõhul rööpas. Kuid piesoelektrilistel pihustitel on üks oluline puudus - neid ei saa parandada.

Sissepritsemootori elektromagnetilise düüsi töö

Injektori töö Common Rail süsteemis

Kuna diislikütuse pihustite tööpõhimõte on mõnevõrra keerukam kui bensiiniga, on mõttekas nende töö algoritmi üksikasjalikumalt kaaluda, kasutades varajase vabastamise Common Rail injektorite näidet.

Kuidas diisli pihusti töötab

Saadud teabe põhjal juhib ECU mitmesuguseid mootori elemente, sealhulgas kütusepihusteid. Eelkõige mis ajaperioodiks ja millal täpselt neid avada (avanemise hetk).

Diisli pihusti töötab kolmes etapis:

Pumba otsik

• Eelsüstimine... See on vajalik selleks, et kütuse ja õhu segul oleks soovitud kvaliteet ja suhe. Selles etapis juhitakse põlemiskambrisse väike kogus kütust, et selles temperatuuri ja rõhku tõsta. Seda tehakse kütuse süttimise kiirendamiseks põhisissepritsimise ajal.
• Põhisüst... Eelmises etapis saadud kõrgsurve põhjal tekib kvaliteetne homogeenne põlev segu. Selle täielik põlemine tagab mootori maksimaalse võimsuse ja vähendab kahjulike gaaside heidet.
• Täiendav süst... Selles etapis puhastatakse diislikütuse tahkete osakeste filter. Pärast põhisüstimist langeb rõhk põlemiskambris järsult ja injektorinõel naaseb oma kohale. Selle tagajärjel lakkab kütus põlemiskambrisse voolama.

Järgmisena läheme edasi algoritmi kaalumisele, mille kohaselt diiselmootori pihusti töötab:

1. Nukkvõlli nukk liigutab pihusti kolbi, vabastades selle kütusekanalid.
2. Kütus satub pihustisse.
3. Ventiil sulgub, kütus lakkab voolamast ja pihustisse hakkab tekkima rõhk.
4. Piirrõhu saavutamisel (iga mudeli puhul on see erinev ja moodustab mitu MPa) tõuseb düüsinõel ja toimub eeltöötlus (mõnel juhul võib olla kaks eelsüsti).
5. Ventiil avaneb uuesti ja katseprits lõpeb.
6. Kütus siseneb liinile, selle rõhk väheneb.
7. Klapp sulgub, mille tagajärjel kütuserõhk hakkab uuesti tõusma.
8. Kui töörõhk on saavutatud (rohkem kui esialgse sissepritsega), vabastatakse pihusti nõela vedru ja toimub peamine kütuse sisseprits. Mida suurem rõhk düüsis, seda rohkem kütust põlemiskambrisse satub ja vastavalt sellele areneb ka suurem mootori võimsus.
9. Ventiil sulgub, peamine süstimisfaas lõpeb, rõhk langeb, pihusti nõel naaseb oma algasendisse.
10. Toimub täiendav kütuse sissepritsimine (tavaliselt on neid kaks).

Mis tahes kütusepihustit iseloomustavad järgmised tehnilised parameetrid:

• Performance. See on kõige olulisem parameeter, mis iseloomustab kütusekogust, mida pihusti ajaühikus läbib. Tavaliselt mõõdetakse kütuse kuupsentimeetrites minutis.
• Dünaamiline tööulatus... See indikaator iseloomustab minimaalset kütuse sissepritseaega. See on aeg kütusepihusti avamise ja sulgemise vahel. Tavaliselt mõõdetakse millisekundites.
• Pihustusnurk... Sellest sõltub põlemiskambris moodustunud kütusesegu kvaliteet. Tähistatud kraadides.
• Spray Torch Range... See indikaator määrab fraktsiooni, milles asuvad pihustatud kütuseosakesed, ja selle, kuidas need põlemiskambrisse suunatakse. Vastavalt sellele on see näitaja kriitiline ka kvaliteetse kütusesegu moodustamiseks. Mõõdetakse tavapärase kaugusena millimeetrites või nende derivaatides.

Igal pihustitootjal on oma tähised oma toodete tehniliste andmete krüptimiseks. Seetõttu küsige ostmisel müüjalt asjakohast teavet või Internetis.

Kui vähemalt üks loetletud parameetritest ületab lubatud piire, töötab pihusti valesti ja moodustab halva kvaliteediga kütuse-õhu segu. Ja see omakorda mõjutab teie auto mootori tööd negatiivselt.

Otsepritsega mootorite jaoks on olemas ka eraldi tüüpi pihustid. Nende peamine erinevus on nende suur reageerimiskiirus ja suurenenud pinge, millega nad töötavad. Vaatleme neid üksikasjalikumalt.

Otsepritsega mootori pihustid

FSI pihusti seade

Nendel injektoritel on ka teine ​​nimi - GDI (FSI). See leiutati Mitsubishi sisikonnas, kui selle insenerid hakkasid tootma kütuse otsesissepritsega mootoreid super lahjad segud... Nende töö põhineb töönõela tõstmise ja langetamise täpsel ajastamisel.

Niisiis, tavalistes sissepritsega mootorites on pihusti avamise aeg umbes 2 ... 6 ms. Ja lahjades segudes töötavate mootorite pihustid - umbes 0,5 ms. Seetõttu ei suuda tavaline standardvoolu andmine injektorisse enam vajalikku reageerimiskiirust tagada. Selle ülesande täitmiseks töötavad nad edasi Peak-n-Hold tehnoloogiad, mis tähendab "tipppinge ja hoidmine".

Selle meetodi olemus on järgmine. Pihustile rakendatav kõrgepinge (näiteks tarnitakse nimetatud Mitsubishi ettevõtte pihustitele umbes 100 V pinget). Selle tulemusena jõuab spiraal küllastumiseni väga kiiresti. Samal ajal ei põle selle mähis olemasoleva tagumise EMF-i tõttu läbi. Ja südamiku hoidmiseks mähises on vaja väiksema väärtusega magnetvälja. Vastavalt sellele on vaja vähem voolu.

GDI pihusti voolu ja pinge graafik

See tähendab, et töövool mähises tõuseb kõigepealt väga kiiresti ja seejärel kiiresti. Sel hetkel algab Hold-faas. See tähendab, et kütuse sissepritseaeg on impulsi algusest teise induktiivse purskeni. Selliseid meetodeid kasutavad autotootjad Mitsubishi ja General Motors.

Kuid tootjad Mercedes ja VW kasutavad BOSCHi ettevõtte arendusi. Nende meetodi kohaselt ei vähenda süsteem pinget, vaid kasutab impulsi laiuse modulatsioon (PWM). Selle algoritmi rakendamise ülesanne on määratud spetsiaalsele plokile - Driver Injector. Reeglina asub see pihustite lähedal (näiteks Toyota ja Mercedese ettevõtted paigutavad seadme amortisaatori topsi piirkonnas horisontaalasendisse, mis on tänapäeval optimaalne lahendus).

PWM FSI pihustil

Kõik FSI mootorid üle 90 hj varustatud täiustatud kütusesüsteemiga. Selle erinevus on:

• kõrgsurvepumba ja pihusti rampide osadel on spetsiaalne korrosioonivastane kate, mis kaitseb neid kuni 10% etanoolisisaldusega kütuste mõju eest;
• kõrgsurvepumba juhtimine muudetud;
• mööda kolbi lekkinud kütuse äravoolutorustik (paagini) kõrvaldati tarbetuna;
• Injektorirööpale kinnitatud kaitseklapi kaudu väljutatav kütus suunatakse suhteliselt lühikese torujuhtme kaudu madalrõhuliini, kõrgsurvepumbast ülesvoolu.

Mis puutub GDI mootorite töösse, siis tasub märkida, et see on väga tundlik kütuse kvaliteedi suhtes, kütusefiltri õigeaegne vahetamine. Ärge unustage kütusesüsteemi puhastada ja õli õigeaegselt vahetada.

Kütusepihustite eelised ja puudused

Kahtlemata pakuvad kütusepihustid eeliseid traditsioonilise karburaatori ees.Eelkõige hõlmavad need:

• täpne mõõtmine võimaldas säästa kütust;
• madal heitgaaside tase atmosfääri, kõrge keskkonnasõbralikkus (lambda jääb vahemikku 0,98 ... 1,2);
• mootori võimsuse suurenemine;
• mootori käivitamise lihtsus iga ilmaga;
• pole vaja sissepritsesüsteemi käsitsi reguleerida;
• laiad võimalused mootori juhtimiseks erinevates režiimides (see tähendab selle dünaamiliste ja võimsusnäitajate parandamiseks);
• sissepritsega mootorite heitgaaside koostis vastab selle parameetri ja keskkonna kahjulikkuse kohta tänapäevastele nõuetele.

Kuid ka düüsidel on oma puudused. Nende hulgas:

• nende ummistumise tõenäosus madala kvaliteediga kütuse kasutamisel;
• kõrge hind võrreldes vanade karburaatorisüsteemidega;
• düüsi ja selle üksikute üksuste vähene hooldatavus;
• diagnostika ja remondi vajadus spetsiaalsete kallite seadmete abil;
• suur sõltuvus autovõrgu toiteallika pidevast kättesaadavusest (kaasaegsetes süsteemides, mida juhivad elektroonilised seadmed).

Hoolimata olemasolevatest puudustest kasutatakse tänapäeval enamikus autode bensiini- ja diiselmootorites injektoreid kui tehnoloogiliselt arenenumaid ja keskkonnasõbralikumaid sissepritsesüsteeme. Mis puutub diiselmootoritesse, siis vanad mehaanilised pihustid asendati uuemate elektroonilise juhtimisega.

Düüside asukoht

Sõltuvalt injektorite tüübist ja süstimismeetodist võib pihustite asukoht varieeruda. Eriti:

• Kui auto kasutab tsentraalne kütuse sissepritsega, siis kasutatakse selleks ühte või kahte düüsi, asub sisselaskekollektori sees, drosselklapi läheduses. Sellist süsteemi kasutati vanematel autodel ajal, kui tootjad hakkasid karburaatorimootoreid sissepritsega mootorite kasuks loobuma.
• Jaotatud süstiga iga silindri kütusel on oma pihusti. Sel juhul on seda näha sisselaskekollektori põhjas.
• Kui mootor kasutab kütuse otsepritsegasiis düüsid asuvad silindriseinte ülemises osas... Sellisel juhul süstivad nad kütust otse põlemiskambrisse.

Sõltumata sellest, kuhu düüs on paigaldatud, määrdub see töö ajal määrdunud. Seetõttu on vaja perioodiliselt kontrollida nende seisundit ja toimivust. Saidi asjakohastest artiklitest saate üksikasjalikult teada: kuidas kontrollida ühisanumiga diislikütuse pihustite seisukorda, kontrollida pumpade pihustit või pihustusdüüse.

Pihustite puhastamine

Düüside puhastamiseks kasutatakse kahte meetodit - ultraheli ja keemiline puhastamine. Kõiki neid meetodeid saab kasutada erinevates tingimustes. Niisiis, kütusesüsteemi ja eriti düüside saastumise käigus moodustuvad seintele kõvad ja pehmed hoiused. Alguses ilmuvad pehmed, mis kemikaalide mõjul kergesti maha pestakse. Pehmete sademete tihendamisel muutuvad need kõvadeks ja neid saab eemaldada ainult ultrahelipuhastuse abil.

Ideaalis peaks pihustite keemiline puhastus toimuma umbes iga 20 tuhande kilomeetri järel. Ja ultraheli kogu tööperioodi jooksul mitte rohkem kui 1-2 korda, kuna see hävitab mähise isolatsiooni.

Kui kasutati düüsi üle 100 tuhande kilomeetri, siis pole keemiline puhastus selle jaoks mitte ainult ebapraktiline, vaid ka kahjulik... Selle käigus võivad suured tahkete osakeste osakesed puruneda ja välja tulles võivad nad lihtsalt nõela ummistada. See kehtib eriti otsese kütuse sissepritsega pihustite kohta.

Puhaste (vasakul) ja määrdunud düüside (paremal) võrdlus

Ultrahelipuhastuse kasutamisel on oluline teada, millise normaalse tööpinge korral düüs töötab. Fakt on see, et standardpinge 12 V ei taga pihusti suurt avanemis- ja sulgemiskiirust. Seetõttu kasutavad tänapäeval paljud autotootjad vähendatud pinget. Näiteks Toyota pihustid töötavad 5 V juures, Citroeni pihustid aga 3 V. Seetõttu ei saa neid varustada tavalise 12 V pingega, kuna need lihtsalt põlevad läbi. Pihustite kogu pingest räägime veidi allpool.

Parim puhastus saab olema ultraheli ja keemilise puhastusmeetodi järjekindel kasutamine... Niisiis muutuvad kõvad hoiused esimeses etapis pehmeks ja teises eemaldatakse need kemikaalide abil.

On ka erilisi kütusepaaki lisatavad lisandid... Nende ülesanne on pihustite loputamine, kui puhastusvahendiga kütus neid läbib.

Selliste lisandite perioodilise kasutamise vaheline periood on erinev ja sõltub konkreetsest automargist ja kasutatavast kütusest. Kuid peate mõistma, et see meetod on vähem tõhus kui eespool kirjeldatud. Mõistlik on seda kasutada kütusefiltrite vahetamisel või perioodiliselt mitme tuhande kilomeetri järel. Lisateavet düüsi oma kätega puhastamise kohta leiate siit.

Pihusti pinge

Peatume üksikasjalikumalt küsimusel, milline pinge tarnitakse mootori pihustitele. Kõigepealt peate mõistma, et neid juhivad elektriimpulsid. Pealegi juhitakse patarei „+” läbi kaitsme otse injektorisse, kuid ekraani juhib „-”. See tähendab, et erinevatel aegadel on pihusti läbiv pinge püsiv. Kui aga mõõta ostsilloskoop (multimeeter ei pruugi sel juhul midagi näidata, kuna impulsid on väga lühiajalised), siis näitab see seade keskmist väärtust. See sõltub impulsside pihustile saatmise sagedusest.

Injektorite pingeimpulsside graafikud

Joonisel näidatud graafikud aitavad meil vastata küsimusele - milline pinge pihustile tarnitakse. Mida pikemad pihustile rakendatavad pingeimpulsid, seda suurem on keskmine tööpinge. (impulsi kestus on enamikul masinatel vahemikus 1 ... 15 ms). Ja pikad impulsid antakse suurel mootori pöörlemiskiirusel. Seega, mida suurem on sama kiirus, seda suurem on pihustite keskmine tööpinge. See tähendab, et pihustitele antakse 12 V töötav töö (tegelikult veidi vähem juhttransistori väikese pingelanguse tõttu), kuid impulss.

Mõned autoomanikud üritavad pihustit avada, rakendades selle puhastamiseks lihtsalt aku voolu. Tuleb mõista, et stress ei saa otse patareist injektorisse juhtida, kuna on oht, et see ebaõnnestub (selle mähis põleb läbi). Impulss tarnitakse seadmesse transistori lüliti kaudu. See toimib lühikest aega, kuna düüsi mähis soojeneb kiiresti ja võib lihtsalt läbi põleda. Mootori töö käigus kontrollib avanemise aega eküü ja selle loomulik jahutamine, ehkki ebaoluline, toimub sissetuleva kütusega.

Nagu eespool mainitud, kasutavad autotootjad erineva tööpingega pihustit. Seetõttu oleks ideaalne lahendus seda teavet vaadata auto kasutusjuhend või tootja veebisaidil. Kui te ei leia seda teavet, tuleb pihusti avamiseks vajaliku pinge valimist käsitleda hoolikalt.

Praktikas soovitavad kogenud autojuhid pihusti avamiseks kasutada spetsiaalset alust.Kuid lihtsamate seadmetega saate läbi. Näiteks ostke Hiina toiteallikas, mille väljundpinge on reguleeritav 3 ... 12 V piires (tavaliselt 1,5 V sammudega). Ühendusskeemil peab tingimata olema nupp ilma stabiilse asendita (näiteks korterikellalt). Injektori avamiseks rakendage kõigepealt väikseimat pinget, suurendades seda, kui pihusti ei avanenud.

Kui teil on madala takistusega pihustid, saate need sekundi murdosa jooksul sõna otseses mõttes avada. Suure takistusega düüse saab kauem lahti hoida - 2 ... 3 sekundit.

Võite kasutada ka kruvikeeraja akut. Pärast selle lahti võtmist näete nn "panku" - väikseid patareisid. Igaüks neist tekitab pinge 1,2 V. Ühendades need järjestikku, saate pihusti avamiseks vajaliku pinge.

Pihusti juhtimine

Nagu eespool mainitud, juhitakse pihustit sõiduki elektroonilise juhtploki (ECU) abil. Arvukate andurite teabe põhjal teeb selle protsessor otsused selle kohta, milliseid impulsse pihustile rakendada. Sellest sõltuvad mootori pöörete arv ja töörežiim.

Seega on kontrolleri sisendandmed järgmised:

• väntvõlli asend ja kiirus;
• mootori tarbitud õhu massikogus;
• jahutusvedeliku temperatuur;
• drosselklapi asend;
• hapnikusisaldus heitgaasides (tagasiside süsteemi olemasolul);
• detonatsiooni olemasolu mootoris;
• pinge auto elektriskeemis;
• masina kiirus;
• nukkvõlli asend;
• kliimaseadme töö;
• sissetuleva õhutemperatuur;
• ebatasasel teel sõitmine (kareda teeanduriga).

ECU kontrollerisse integreeritud programm võimaldab teil valida kütuse säästmiseks optimaalse mootori töörežiimi, valida mootori nominaalse töörežiimi ja tagada auto mugav töö.

Järeldus

Hoolimata seadme lihtsusest võivad valesti hooldatud kütusepihustid tuua autoomanikule palju probleeme. Niisiis, kui need on ummistunud, kaotavad auto oma dünaamilised omadused, ilmub ülemäärane kütusekulu ja heitgaasid põlevad suures koguses. Seetõttu soovitame teil jälgida oma mootori kütusepihustite seisukorda ja neid perioodiliselt puhastada. Pidage meeles, et nende sisuliselt tühiste ja odavate osade talitlushäired võivad muutuda teie auto kallimate osade probleemideks.