Инжектор в переводе с английского - форсунка. Первые системы питания, использовавшие принцип впрыска, появились в конце XIX века, однако из-за сложной конструкции и отсутствия должных систем управления не нашли широкого применения. Вновь вспомнили о системе впрыска в 60-х годах XX века. Тогда эти системы были исключительно механическими, затем им на смену пришли современные системы впрыска с электронным управлением.
Рис. 2.31. Схема «Центральный (моно) впрыск»: 1 - датчик температуры; 2 - датчик детонации; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - топливная форсунка; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - ЭБУ (контроллер); 7 - замок зажигания; 8 - аккумуляторная батарея
Эти системы в зависимости от числа форсунок и места впрыска топлива подразделяют на одноточечные (моновпрысковые, рис. 2.31) и многоточечные (в них каждый цилиндр имеет персональную форсунку, впрыскивающую топливо во впускной коллектор в непосредственной близости от впускного клапана, рис. 2.32). Воздух, который смешивается с бензином, впрыснутым форсункой, предварительно проходит через воздушный фильтр. Моновпрыск направляет подготовленную смесь во впускной коллектор. В этом он сходен с карбюратором.
Рис. 2.32. Схема «Распределенный впрыск»: 1 - датчик температуры; 2 - датчик детонации; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - топливная форсунка; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - ЭБУ (контроллер); 7 - замок зажигания; 8 - аккумуляторная батарея
На современных транспортных средствах работой инжекторов и моновпрысков управляют электронные процессоры. Они контролируют работу каждого цилиндра.
Рассмотрим устройство простейшей инжекторной системы (см. рис. 2.24). Она включает в себя следующие элементы:
- электрический бензонасос;
- регулятор давления;
- электронный блок управления (контроллер);
- датчики угла поворота дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и числа оборотов коленчатого вала;
- инжектор.
Во впрысковой системе питания используют двухступенчатый неразборный электрический бензонасос роторно-роликового типа. Его устанавливают в топливном баке. Такой насос подает топливо под давлением свыше 280 кПа.
В системе топливоподачи предусмотрен топливный фильтр, предотвращающий попадание инородных частиц и грязи в форсунки.
Регулятор давления поддерживает необходимую разницу давлений между топливом в форсунках и воздухом во впускном коллекторе. Он выполнен в виде мембранного клапана, установленного на топливной рампе (через нее топливо попадает в форсунки). При повышении нагрузки двигателя этот регулятор увеличивает давление топлива, подаваемого к форсункам (соответственно большее количество бензина подается для смешивания с воздухом), при снижении - уменьшает, возвращая избыток топлива по сливной магистрали в бак.
Электронный блок управления (компьютер) - мозг системы впрыска топлива. Он обрабатывает информацию от датчиков и управляет всеми элементами системы питания. В него непрерывно поступают сведения о напряжении в бортовой сети автомобиля, его скорости, положении и количестве оборотов коленчатого вала, положении дроссельной заслонки, массовом расходе топлива, температуре охлаждающей жидкости, наличии детонации, содержании кислорода в выхлопе. Используя данную информацию, блок управляет подачей топлива, системой зажигания, регулятором холостого хода, вентилятором системы охлаждения, адсорбером системы улавливания паров бензина (в качестве адсорбера применяется активированный уголь), системой диагностики и т.д.
При возникновении неполадок в системе электронный блок управления предупреждает о них водителя через контрольную лампу «CHECK ENGINE» (этот индикатор может быть выполнен как в виде указанной надписи, так и в виде пиктограммы с изображением двигателя). В его оперативной памяти сохраняются диагностические коды, указывающие места возникновения неисправностей. Специалисты-ремонтники с помощью определенных манипуляций или специального считывающего устройства могут получить информацию об этих кодах и быстро обнаружить и устранить неполадки.
Датчик положения дроссельной заслонки размещен на дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки. Он представляет собой потенциометр. При нажатии на педаль газа поворачивается дроссельная заслонка и увеличивается напряжение на выходе датчика. Обрабатывая данную информацию, электронный блок управления корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (т.е. в зависимости от того, насколько сильно вы нажмете на педаль газа).
Датчик температуры охлаждающей жидкости - термистор, т.е. резистор, сопротивление которого зависит от температуры: при низкой температуре он имеет высокое сопротивление, при высокой температуре - низкое. Датчик расположен в потоке охлаждающей жидкости двигателя. Электронный блок управления измеряет падение напряжения на датчике и таким образом определяет температуру охлаждающей жидкости. Эту температуру он постоянно учитывает, управляя работой большинства систем.
Датчик положения коленчатого вала (индуктивный) координирует работу форсунок. С его помощью блок управления, получив информацию о положении коленчатого вала и соответственно о тактах двигателя, дает сигнал на срабатывание конкретной форсунки, которая в нужный момент подает распыленное топливо к соответствующему цилиндру.
Системы впрыска современных автомобилей в отличие от простейшего инжектора оборудуют целым рядом дополнительных устройств и датчиков, улучшающих работу двигателя. Это лямбда-зонд (устройство, определяющее остаточное количество кислорода, в выхлопных газах), катализатор, датчики детонации и температуры впускного воздуха и др.