Brandstoftoevoersysteem. Injectiesystemen, beschrijving en werkingsprincipe

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:13

Het brandstoftoevoersysteem is nodig voor de toevoer van brandstof uit de gastank, de verdere filtratie ervan, evenals de vorming van een zuurstof-brandstofmengsel met de overdracht naar de motorcilinders. Momenteel zijn er verschillende soorten brandstofsystemen. De meest voorkomende in de 20e eeuw was de carburateur, maar tegenwoordig wordt het injectiesysteem steeds populairder. Er was ook een derde - een enkele injectie, die alleen maar goed was omdat het het brandstofverbruik enigszins kon verminderen. Laten we het injectiesysteem eens nader bekijken en het werkingsprincipe ervan begrijpen.

Algemene bepalingen

De meeste moderne motorbrandstofsystemen zijn vergelijkbaar. Het verschil kan alleen in het mengstadium zijn. Het brandstofsysteem bevat de volgende componenten:

1. De brandstoftank is een compact product met een pomp en een filter voor het reinigen van mechanische deeltjes. Het belangrijkste doel is brandstofopslag.
2. Brandstofleidingen vormen een complex van slangen en buizen om brandstof van de tank naar het mengsysteem te verplaatsen.
3. Apparaatmengsel vorming. In ons geval zullen we het hebben over de injector. Deze eenheid is ontworpen om een emulsie (lucht-brandstofmengsel) te verkrijgen en deze op tijd met de motor aan de cilinders te leveren.
4. Besturingseenheid voor het mengselvormingssysteem. Het wordt alleen geïnstalleerd op injectiemotoren, vanwege de noodzaak om sensoren, injectoren en kleppen te regelen.
5. Brandstofpomp. In de meeste gevallen wordt de onderwateroptie gebruikt. Het is een elektromotor met laag vermogen die is aangesloten op een vloeistofpomp. Smering wordt gerealiseerd door brandstof en langdurig gebruik van het voertuig met minder dan 5 liter brandstof kan leiden tot uitval van de elektromotor.

Kortom, een injector is een punttoevoer van brandstof via een verstuiver. Het elektronische signaal komt van de regeleenheid. Ondanks dat de injector een aantal significante voordelen heeft ten opzichte van de carburateur, is deze al lang niet meer gebruikt. Dit was te wijten aan de technische complexiteit van het product, evenals de lage onderhoudbaarheid van defecte onderdelen. Momenteel hebben puntinjectiesystemen de carburateur praktisch vervangen. Laten we eens nader bekijken waarom de injector zo goed is en wat de kenmerken ervan zijn.

Kenmerken van brandstofapparatuur

De auto is altijd het voorwerp van aandacht geweest van milieuactivisten. Uitlaatgassen komen rechtstreeks in de atmosfeer terecht, die vol vervuiling zit. Diagnostiek van het brandstofsysteem toonde aan dat de hoeveelheid emissies bij onjuiste mengselvorming aanzienlijk toeneemt. Om deze simpele reden werd besloteninstalleer een katalysator. Dit apparaat liet echter alleen goede resultaten zien met een hoogwaardige emulsie en bij eventuele afwijkingen daalde de efficiëntie aanzienlijk. Er werd besloten om de carburateur te vervangen door een nauwkeuriger injectiesysteem, namelijk de injector. De eerste opties omvatten een groot aantal mechanische componenten en, volgens onderzoek, werd een dergelijk systeem steeds slechter naarmate het voertuig werd gebruikt. Dit was heel natuurlijk, aangezien belangrijke componenten en werkende onderdelen vuil werden en defect raakten.

Om ervoor te zorgen dat het injectiesysteem zichzelf kan corrigeren, is een elektronische regeleenheid (ECU) gemaakt. Samen met de ingebouwde Lamba-sonde, die zich voor de katalysator bevindt, leverde dit goede prestaties. Het is veilig om te zeggen dat de brandstofprijzen tegenwoordig vrij hoog zijn, en de injector is goed, alleen maar omdat het benzine of diesel bespaart. Daarnaast zijn er de volgende pluspunten:

1. Verbeterde motorprestaties. In het bijzonder het vermogen met 5-10% verhoogd.
2. Verbeter de dynamische prestaties van het voertuig. De injector is gevoeliger voor veranderingen in de belasting en past zelf de samenstelling van de emulsie aan.
3. Een optimaal brandstof-luchtmengsel vermindert de hoeveelheid en toxiciteit van uitlaatgassen.
4. Het injectiesysteem start gemakkelijk ongeacht de weersomstandigheden, wat een aanzienlijk voordeel is ten opzichte van motoren met carburateur.

Brandstofinjectiesysteem en zijn apparaat

Allereerst is het vermeldenswaard dat moderne injectiemotoren zijn uitgerust met sproeiers, waarvan het aantal gelijk is aan het aantal cilinders. De sproeiers zijn onderling verbonden door een helling. Daar bevindt de brandstof zich onder lichte druk en wordt gemaakt door een elektrisch apparaat - een benzinepomp. De hoeveelheid ingespoten brandstof is direct afhankelijk van de duur van de verstuiveropening, die wordt bepaald door de regeleenheid. Hiervoor worden indicatoren genomen van verschillende sensoren die door het hele voertuig zijn geïnstalleerd. Nu zullen we de belangrijkste bekijken:

1. Luchtstroomsensor. Dient om de volheid van de cilinders met lucht te bepalen. In het geval van een storing worden de meetwaarden genegeerd en worden tabelgegevens als de belangrijkste indicatoren genomen.
2. De gasklepstandsensor geeft de belasting van de motor weer, die te wijten is aan de gasklepstand, de luchtcyclus en het motortoerental.
3. Koelmiddeltemperatuursensor. Met behulp van deze controller worden de aansturing van de elektrische ventilator en de correctie van de brandstoftoevoer, evenals de ontsteking uitgevoerd. Bij een storing is een directe diagnose van het brandstofsysteem niet nodig. De temperatuur wordt gemeten afhankelijk van de duur van de verbrandingsmotor.
4. De krukaspositiesensor (krukas) is nodig om het systeem als geheel te synchroniseren. De controller berekent niet alleen het motortoerental, maar ook zijn positie op een bepaald moment. Aangezien het een polaire sensor is, is verdere bediening van het voertuig niet mogelijk als deze defect raakt.
5. Sensorzuurstof is nodig om het percentage zuurstof in gassen te bepalen die in de atmosfeer worden uitgestoten. Informatie van deze controller wordt verzonden naar de ECU, die, afhankelijk van de meetwaarden, de emulsie corrigeert.

Het is de moeite waard erop te letten dat niet alle voertuigen met een injector zijn uitgerust met een zuurstofsensor. Alleen auto's die zijn uitgerust met een katalysator met Euro-2- en Euro-3-toxiciteitsnormen hebben ze.

Soorten injectiesystemen: enkelpuntsinjectie

Momenteel worden alle systemen actief gebruikt. Ze worden geclassificeerd afhankelijk van het aantal verstuivers en de plaats van brandstoftoevoer. Er zijn in totaal drie injectiesystemen:

• single point (enkele injectie);
• multipoint (distributie);
• onmiddellijk.

Laten we eerst eens kijken naar éénpuntsinjectiesystemen. Ze werden onmiddellijk na de carburateurs gemaakt en werden als geavanceerder beschouwd, maar verliezen nu geleidelijk aan hun populariteit om vele redenen. Er zijn verschillende onmiskenbare voordelen van dergelijke systemen. De belangrijkste zijn aanzienlijke brandstofbesparingen. Aangezien de brandstofprijzen tegenwoordig vrij hoog zijn, is een dergelijke injector relevant. Interessant is dat dit systeem wat minder elektronica bevat, waardoor het betrouwbaarder en stabieler is. Wanneer informatie van de sensoren naar het bedieningselement wordt verzonden, worden de injectieparameters onmiddellijk gewijzigd. Het is heel interessant dat bijna elke motor met carburateur kan worden omgezet in eenpuntsinjectie zonder noemenswaardigestructurele veranderingen. Het belangrijkste nadeel van dergelijke systemen is de lage gasrespons van de verbrandingsmotor, evenals de afzetting van een aanzienlijke hoeveelheid brandstof op de collectorwanden, hoewel dit probleem ook inherent was aan carburateurmodellen.

Aangezien er in dit geval maar één mondstuk is, bevindt deze zich op het inlaatspruitstuk in plaats van de carburateur. Omdat het mondstuk zich op een goede plaats bevond en constant onder een stroom koude lucht stond, was de betrouwbaarheid ervan op het hoogste niveau en was het ontwerp uiterst eenvoudig. Het spoelen van het brandstofsysteem met enkelpuntsinjectie kostte niet veel tijd, aangezien het voldoende was om slechts één verstuiver uit te blazen, maar verhoogde milieu-eisen leidden tot de ontwikkeling van andere, modernere systemen.

Meerpuntsinjectiesystemen

Gedistribueerde injectie wordt als moderner, complexer en minder betrouwbaar beschouwd. In dit geval is elke cilinder uitgerust met een geïsoleerd mondstuk, dat zich in het inlaatspruitstuk dicht bij de inlaatklep bevindt. Daarom wordt de toevoer van de emulsie apart uitgevoerd. Zoals hierboven vermeld, kan met een dergelijke injectie het vermogen van de verbrandingsmotor worden verhoogd tot 5-10%, wat merkbaar zal zijn tijdens het rijden op de weg. Nog een interessant punt: dit brandstofinjectiesysteem is goed omdat de verstuiver zich zeer dicht bij de inlaatklep bevindt. Dit minimaliseert brandstofophoping op de wanden van het verdeelstuk, wat resulteert in aanzienlijke brandstofbesparingen.

Er zijn verschillende soortenmultipoint injectie:

1. Gelijktijdig - alle sproeiers gaan tegelijkertijd open.
2. Paar-parallel - opening van mondstukken in paren. De ene verstuiver opent bij de inlaatslag en de andere voor de uitlaatslag. Momenteel wordt een dergelijk systeem alleen gebruikt bij een noodstart van de verbrandingsmotor bij een fase-uitval (krukaspositiesensor).
3. Gefaseerd - elk mondstuk wordt afzonderlijk geregeld en opent vóór de inlaatslag.

In dit geval is het systeem behoorlijk complex en vertrouwt het volledig op de nauwkeurigheid van de elektronica. Zo duurt het spoelen van het brandstofsysteem veel langer omdat elke injector gespoeld moet worden. Laten we nu verder gaan en kijken naar een ander populair type injectie.

Directe injectie

Injectie-auto's met dergelijke systemen kunnen als de meest milieuvriendelijke worden beschouwd. Het belangrijkste doel van de introductie van deze injectiemethode is om de kwaliteit van het brandstofmengsel te verbeteren en de efficiëntie van de voertuigmotor enigszins te verhogen. De belangrijkste voordelen van deze oplossing zijn als volgt:

• zorgvuldige verneveling van de emulsie;
• vorming van een mengsel van hoge kwaliteit;
• effectief gebruik van emulsie in verschillende stadia van ICE-operatie.

Op basis van deze voordelen kunnen we stellen dat dergelijke systemen brandstof besparen. Dit is vooral merkbaar bij rustig rijden in stedelijke gebieden. Als we twee auto's met dezelfde motorinhoud maar verschillende injectiesystemen vergelijken, bijvoorbeeld direct en multipoint, dan is dat merkbaarde beste dynamische prestaties zullen in het directe systeem zijn. Uitlaatgassen zijn minder giftig en de ingenomen literinhoud zal iets hoger zijn door luchtkoeling en het feit dat de druk in het brandstofsysteem iets wordt verhoogd.

Maar u moet letten op de gevoeligheid van directe injectiesystemen voor de brandstofkwaliteit. Als we rekening houden met de normen van Rusland en Oekraïne, mag het zwavelgeh alte niet hoger zijn dan 500 mg per 1 liter brandstof. Tegelijkertijd impliceren Europese normen dat het geh alte van dit element 150, 50 en zelfs 10 mg per liter benzine of diesel is.

Als we dit systeem kort beschouwen, ziet het er als volgt uit: de sproeiers bevinden zich in de cilinderkop. Op basis hiervan wordt direct in de cilinders geïnjecteerd. Het is vermeldenswaard dat dit injectiesysteem geschikt is voor veel benzinemotoren. Zoals hierboven vermeld, wordt hoge druk gebruikt in het brandstofsysteem, waaronder de emulsie rechtstreeks naar de verbrandingskamer wordt geleid, waarbij het inlaatspruitstuk wordt omzeild.

Brandstofinjectiesysteem: lean running

Iets hoger bekeken we directe injectie, die voor het eerst werd gebruikt op Mitsubishi-auto's, die de afkorting GDI hadden. Laten we eens kijken naar een van de belangrijkste modi - draaien op een mager mengsel. De essentie ervan ligt in het feit dat het voertuig in dit geval werkt met lichte ladingen en matige snelheden tot 120 kilometer per uur. Brandstofinjectie wordt uitgevoerd door een toorts inlaatste fase van compressie. De brandstof, die door de zuiger wordt weerkaatst, vermengt zich met lucht en komt in het gebied van de bougie terecht. Het blijkt dat het mengsel in de kamer aanzienlijk is uitgeput, maar de lading in het gebied van de bougie kan als optimaal worden beschouwd. Dit is voldoende om het te ontsteken, waarna de rest van de emulsie ook ontbrandt. In feite zorgt een dergelijk brandstofinjectiesysteem voor de normale werking van de verbrandingsmotor, zelfs bij een lucht / brandstofverhouding van 40: 1.

Dit is een zeer efficiënte aanpak die veel brandstof bespaart. Maar het is de moeite waard aandacht te schenken aan het feit dat de kwestie van het neutraliseren van uitlaatgassen acuut is geworden. Feit is dat de katalysator inefficiënt is, omdat er stikstofoxide wordt gevormd. In dit geval wordt uitlaatgasrecirculatie gebruikt. Met een speciaal ERG-systeem kunt u de emulsie verdunnen met uitlaatgassen. Dit verlaagt de verbrandingstemperatuur enigszins en neutraliseert de vorming van oxiden. Met deze aanpak kunt u de belasting van de motor echter niet verhogen. Om het probleem gedeeltelijk op te lossen, wordt een opslagkatalysator gebruikt. Deze laatste is uiterst gevoelig voor brandstoffen met een hoog zwavelgeh alte. Om deze reden is een periodieke inspectie van het brandstofsysteem vereist.

Homogeen mengen en 2-traps bedrijf

Power Mode (Homogeneous Mixing) - ideaal voor agressief rijden in stedelijke gebieden, inhalen en rijden op snelwegen en snelwegen. In dit geval wordt een conische toorts gebruikt, die minder zuinig is dan de vorige versie. Injectiewordt uitgevoerd op de inlaatslag, en de resulterende emulsie heeft meestal een verhouding van 14,7:1, dat wil zeggen dicht bij stoichiometrische. In feite is dit automatische brandstoftoevoersysteem precies hetzelfde als het distributiesysteem.

Tweetrapsmodus impliceert brandstofinjectie bij de compressieslag, evenals opstarten. De belangrijkste taak is een sterke toename van de motor. Een sprekend voorbeeld van de effectieve werking van zo'n systeem is het bewegen bij lage snelheden en het krachtig indrukken van het gaspedaal. In dit geval neemt de kans op ontploffing aanzienlijk toe. Om deze eenvoudige reden vindt de injectie in plaats van één fase plaats in twee.

In de eerste fase wordt een kleine hoeveelheid brandstof ingespoten bij de inlaatslag. Hiermee kunt u de temperatuur van de lucht in de cilinder iets verlagen. We kunnen zeggen dat de cilinder een extra mager mengsel zal bevatten in een verhouding van 60: 1, daarom is detonatie als zodanig onmogelijk. In de laatste fase van de compressieslag wordt een brandstofstraal geïnjecteerd, die de emulsie tot een rijke emulsie brengt in een verhouding van ongeveer 12:1. Tegenwoordig kunnen we zeggen dat een dergelijk motorbrandstofsysteem alleen is geïntroduceerd voor voertuigen van de Europese markt. Dit komt door het feit dat hoge snelheden niet inherent zijn aan Japan, daarom zijn er geen hoge belastingen op de motor. In Europa zijn er een groot aantal snelwegen en autosnelwegen, dus chauffeurs zijn gewend om snel te rijden, en dit is een grote belasting voor de verbrandingsmotor.

Iets anders interessants

Het is de moeite waard om op te letten dat, in tegenstelling tot carburateursystemen, injectie een regelmatige controle van het brandstofsysteem vereist. Dit komt door het feit dat een groot aantal complexe elektronica kan falen. Als gevolg hiervan zal dit leiden tot ongewenste gevolgen. Overtollige lucht in het brandstofsysteem zal bijvoorbeeld leiden tot een schending van de emulsiesamenstelling en een onjuiste mengverhouding. In de toekomst heeft dit gevolgen voor de motor, treedt er onstabiele werking op, besturingen vallen uit, enz. In feite is de injector een complex systeem dat bepa alt wanneer een vonk op de cilinders moet worden aangebracht, hoe een hoogwaardig mengsel aan de cilinderblok of inlaatspruitstuk, wanneer de injectoren moeten worden geopend en welke verhouding lucht en benzine in de emulsie moet zijn. Al deze factoren beïnvloeden de gesynchroniseerde werking van het brandstofsysteem. Het interessante is dat de machine zonder de meeste controllers goed kan werken zonder noemenswaardige afwijkingen, aangezien er noodrecords en tabellen zijn die zullen worden gebruikt.

De efficiëntie van de verbrandingsmotor wordt in ons geval bepaald door hoe correct de gegevens die van de controllers worden ontvangen, zullen zijn. Hoe nauwkeuriger ze zijn, hoe minder mogelijke verschillende storingen van het brandstofsysteem. Ook de snelheid van het systeem als geheel speelt een belangrijke rol. In tegenstelling tot carburateurs is hier geen handmatige afstelling vereist en worden fouten tijdens het kalibreren geëlimineerd. Daardoor krijgen we een meer volledige verbranding van het mengsel en een ecologisch beter systeem.

Conclusie

Tot slot, het is de moeite waard om iets te vertellen over de tekortkomingen die inherent zijn aan injectiesystemen. Het grootste nadeel zijn de hoge kosten van verbrandingsmotoren. Doorover het algemeen zullen de kosten van dergelijke eenheden met ongeveer 15% hoger zijn, wat aanzienlijk is. Maar er zijn ook andere nadelen. Een defecte brandstofsysteemklep kan bijvoorbeeld in de meeste gevallen niet worden gerepareerd vanwege een lek, dus u hoeft deze alleen maar te vervangen. Dit geldt ook voor de onderhoudbaarheid van apparatuur in het algemeen. Sommige componenten en onderdelen zijn veel gemakkelijker nieuw te kopen dan geld uit te geven aan reparatie. Deze kwaliteit is niet inherent aan auto's met carburateur, waar u alle belangrijke componenten kunt sorteren en hun prestaties kunt herstellen zonder veel tijd en moeite te besteden. Zonder enige twijfel wordt het elektronische brandstoftoevoersysteem met veel moeite en middelen gerepareerd. Het is onwaarschijnlijk dat geavanceerde elektronica wordt gerepareerd bij het eerste beschikbare servicestation.

Nou, we hebben met je gesproken over wat injectiesystemen zijn. Zoals u kunt zien, is dit een zeer interessant gespreksonderwerp. Je kunt nog veel meer vertellen over wat voor goede sproeiers en de mogelijkheid om de motor direct af te stellen. Maar over de belangrijkste punten hebben we het al gehad. Houd er rekening mee dat het brandstofsysteem van een benzinemotor regelmatig moet worden gecontroleerd op mogelijke defecten. Door bijvoorbeeld de lage brandstofkwaliteit, die eigenlijk inherent is aan ons land, raken sproeiers vaak verstopt. Hierdoor begint de motor met tussenpozen te werken, v alt het vermogen weg, wordt het mengsel te arm, of omgekeerd. Dit alles heeft een zeer slecht effect op de auto als geheel, dus constante en regelmatige controle is nodig. Probeer bovendien alleen de benzine te tanken die wordt aanbevolen door de fabrikant van uw voertuig.