Wtryskiwacz - co to jest? Jak to działa i do czego służy

W świecie motoryzacyjnym istnieją dwa układy paliwowe stosowane w silnikach spalinowych. Pierwszy to gaźnik, a drugi to wtrysk. Jeśli wcześniej wszystkie samochody były wyposażone w gaźniki (a moc silnika spalinowego zależała również od ich liczby), to w najnowszych generacjach pojazdów większości producentów stosuje się wtryskiwacz.

Zastanówmy się, czym ten system różni się od układu gaźnika, jakie są typy wtryskiwaczy, a także jakie są jego zalety i wady.

Co to jest wtryskiwacz?

Wtryskiwacz to układ elektromechaniczny w samochodzie, który bierze udział w tworzeniu mieszanki paliwowo-powietrznej. Termin ten odnosi się do wtryskiwacza paliwa, który wtryskuje paliwo, ale odnosi się również do układu paliwowego z wieloma atomizatorami.

Wtryskiwacz pracuje na każdym paliwie, dlatego stosuje się go w silnikach diesla, benzynowych i gazowych. W przypadku urządzeń benzynowych i gazowych układ paliwowy silnika będzie identyczny (dzięki temu można na nich zamontować LPG do łączenia paliwa). Zasada działania wersji diesla jest identyczna, tylko pracuje pod wysokim ciśnieniem.

Wtryskiwacz - historia pojawienia się

Pierwsze systemy wtryskowe pojawiły się mniej więcej w tym samym czasie co gaźniki. Pierwsza wersja wtryskiwacza była wtryskiem pojedynczym. Inżynierowie natychmiast zdali sobie sprawę, że jeśli można zmierzyć natężenie przepływu powietrza wchodzącego do cylindrów, możliwe jest zorganizowanie odmierzonego dopływu paliwa pod ciśnieniem.

W tamtych czasach wtryskiwacze nie były powszechnie stosowane, ponieważ postęp naukowy i technologiczny nie osiągnął takiego stopnia, że ​​samochody z silnikami wtryskowymi były dostępne dla zwykłych kierowców.

Najprostsze pod względem konstrukcji, a także niezawodnej technologii, były gaźniki. Co więcej, instalując zmodernizowane wersje lub kilka urządzeń na jednym silniku, udało się znacznie zwiększyć jego osiągi, co potwierdza udział takich aut w zawodach samochodowych.

Pierwsze zapotrzebowanie na wtryskiwacze pojawiło się w silnikach stosowanych w lotnictwie. Z powodu częstych i poważnych przeciążeń paliwo nie przepływało dobrze przez gaźnik. Z tego powodu podczas II wojny światowej w myśliwcach zastosowano zaawansowaną technologię wymuszonego wtrysku paliwa (wtryskiwacza).

Ponieważ wtryskiwacz sam wytwarza ciśnienie niezbędne do działania urządzenia, nie obawia się przeciążeń, jakich doświadcza samolot w locie. Wtryskiwacze lotnicze przestały się poprawiać, gdy silniki tłokowe zaczęły być wypierane przez silniki odrzutowe.

W tym samym okresie projektanci samochodów sportowych zwracali uwagę na zalety wtryskiwaczy. W porównaniu z gaźnikami wtryskiwacz zapewniał silnikowi większą moc przy tej samej objętości cylindra. Stopniowo innowacyjna technologia migrowała z transportu sportowego do cywilnego.

W branży motoryzacyjnej wtryskiwacze zaczęto wprowadzać zaraz po II wojnie światowej. Bosch był liderem w rozwoju systemów wtryskowych. Najpierw pojawił się mechaniczny wtryskiwacz K-Jetronic, a następnie jego elektroniczna wersja - KE-Jetronic. To dzięki wprowadzeniu elektroniki inżynierowie byli w stanie zwiększyć wydajność układu paliwowego.

Jak działa wtryskiwacz

Najprostszy system typu wtryskowego składa się z następujących elementów:

• ECU;
• Elektryczna pompa benzynowa;
• Dysza (w zależności od rodzaju systemu może to być jedna lub więcej);
• Czujniki powietrza i przepustnicy;
• Kontrola ciśnienia paliwa.

Układ paliwowy działa według następującego schematu:

• Czujnik powietrza rejestruje objętość wchodzącą do silnika;
• Z niego sygnał trafia do jednostki sterującej. Oprócz tego parametru główne urządzenie otrzymuje informacje z innych urządzeń - czujnika wału korbowego, temperatury silnika i powietrza, przepustnicy itp .;
• Urządzenie analizuje dane i oblicza przy jakim ciśnieniu iw jakim momencie podać paliwo do komory spalania lub kolektora (w zależności od typu instalacji);
• Cykl kończy się sygnałem otwarcia igły dyszy.

Więcej szczegółów na temat działania układu wtrysku samochodu opisano w poniższym filmie:

Układ zasilania paliwem pojazdu wtryskowego

Urządzenie wtryskowe

Wtryskiwacz został po raz pierwszy opracowany w 1951 roku przez firmę Bosch. Ta technologia została zastosowana w dwusuwowym Goliath 700. Trzy lata później został zainstalowany w Mercedesie 300 SL.

Ponieważ ten układ paliwowy był ciekawostką i był bardzo drogi, producenci samochodów wahali się przed wprowadzeniem go do linii jednostek napędowych. Wraz z zaostrzeniem przepisów środowiskowych w następstwie światowego kryzysu paliwowego wszystkie marki zostały zmuszone do rozważenia wyposażenia swoich pojazdów w taki system. Rozwój był tak udany, że obecnie wszystkie samochody są domyślnie wyposażone w wtryskiwacz.

Konstrukcja samego systemu i zasada jego działania są już znane. Jeśli chodzi o sam rozpylacz, jego urządzenie zawiera następujące elementy:

• Gumową uszczelkę, która nie pozwala na przedostawanie się powietrza do obwodu w miejscu podłączenia ogniwa paliwowego;
• Drobny filtr zapobiega zatykaniu się otworu natryskowego;
• Złącze do podłączenia przewodów;
• Elektromagnes - wprawia igłę w ruch;
• Uzwojenie elektromagnesu aktywuje ruch samego magnesu;
• Sprężyna, która przywraca podniesioną igłę na swoje miejsce;
• Gumowa uszczelka, która zapobiega przedostawaniu się powietrza między kolektor dolotowy a ścianki dysz;
• Igła - pełni funkcję zaworu, przez który wtryskiwane jest paliwo;
• Modele stosowane w układach wtrysku bezpośredniego mają dodatkową osłonę ochronną. Zapobiega przegrzaniu obudowy podczas zapłonu HTS.

Rodzaje dysz wtryskiwaczy

Ponadto dysze różnią się między sobą zasadą rozpylania paliwa. Oto ich główne parametry.

Dysza elektromagnetyczna

Większość silników benzynowych jest wyposażona w właśnie takie wtryskiwacze. Elementy te posiadają elektrozawór z iglicą i dyszą. Podczas pracy urządzenia na uzwojenie magnesu podawane jest napięcie.

Częstotliwość impulsów jest kontrolowana przez jednostkę sterującą. Po przyłożeniu prądu do uzwojenia powstaje w nim pole magnetyczne o odpowiedniej polaryzacji, dzięki czemu zwora zaworu porusza się, a wraz z nim igła unosi się. Gdy tylko napięcie w uzwojeniu zniknie, sprężyna przesuwa igłę na swoje miejsce. Wysokie ciśnienie paliwa ułatwia powrót mechanizmu blokującego.

Dysza elektrohydrauliczna

Ten rodzaj sprayu stosowany jest w silnikach diesla (m.in. w modyfikacji listwy paliwowej Common Rail). Opryskiwacz posiada również elektrozawór, jedynie dysza posiada klapki (wlot i spust). Przy wyłączonym elektromagnesie igła pozostaje na miejscu i jest dociskana do gniazda przez ciśnienie paliwa.

Kiedy komputer wysyła sygnał do przepustnicy spustowej, olej napędowy dostaje się do przewodu paliwowego. Nacisk na tłok zmniejsza się, ale nie zmniejsza się na igle. Dzięki tej różnicy igła unosi się i przez otwór olej napędowy dostaje się do cylindra pod wysokim ciśnieniem.

Dysza piezoelektryczna

To najnowsze osiągnięcie w dziedzinie układów wtryskowych. Stosowany jest głównie w silnikach wysokoprężnych. Jedną z zalet tej modyfikacji w porównaniu z pierwszą jest to, że działa czterokrotnie szybciej. Ponadto dawkowanie w takich urządzeniach jest dokładniejsze.

Urządzenie takiej dyszy zawiera również zawór i igłę, ale także element piezoelektryczny z popychaczem. Rozpylacz działa na zasadzie różnicy ciśnień, podobnie jak w przypadku analogu elektrohydraulicznego. Jedyną różnicą jest kryształ piezoelektryczny, który pod wpływem stresu zmienia swoją długość. Po przyłożeniu do niego impulsu elektrycznego jego długość wydłuża się.

Kryształ działa na popychacz. Spowoduje to otwarcie zaworu. Paliwo dostaje się do przewodu i tworzy się różnica ciśnień, dzięki czemu igła otwiera otwór do rozpylania oleju napędowego.

Rodzaje układów wtryskowych

Pierwsze konstrukcje wtryskiwaczy tylko częściowo posiadały elementy elektryczne. Większość projektu składała się z elementów mechanicznych. Systemy najnowszej generacji są już wyposażone w różnorodne elementy elektroniczne, które zapewniają stabilną pracę silnika i najwyższą jakość dawkowania paliwa.

Do tej pory opracowano tylko trzy układy wtrysku paliwa:

• Monoiniekcja;
• Wtrysk wielokrotny;
• Bezpośredni wtrysk.

Centralny (pojedynczy wtrysk) system wtrysku

W nowoczesnych samochodach takiego systemu praktycznie nie ma. Posiada pojedynczy wtryskiwacz paliwa, który jest zamontowany w kolektorze dolotowym, podobnie jak gaźnik. W kolektorze benzyna jest mieszana z powietrzem i za pomocą trakcji wchodzi do odpowiedniego cylindra.

Silnik gaźnikowy różni się od wtryskowego z pojedynczym wtryskiem tylko tym, że w drugim przypadku następuje wymuszona atomizacja. Dzieli to partię na więcej małych cząstek. Zapewnia to lepsze spalanie BTC.

Jednak system ten ma istotną wadę, przez co szybko stał się przestarzały. Ponieważ opryskiwacz został zamontowany zbyt daleko od zaworów dolotowych, cylindry były nierównomiernie napełnione. Czynnik ten znacząco wpłynął na stabilność silnika spalinowego.

Rozproszony (wielokrotny wtrysk) system wtrysku

System multi-wtrysku szybko zastąpił wspomniany analog. Do tej pory uważany jest za najbardziej optymalny dla silników benzynowych. W nim wtrysk odbywa się również do kolektora dolotowego, tylko tutaj liczba wtryskiwaczy odpowiada liczbie cylindrów. Montowane są jak najbliżej zaworów dolotowych, dzięki czemu do komory każdego cylindra trafia mieszanka paliwowo-powietrzna o pożądanym składzie.

Rozproszony system wtrysku pozwolił na zmniejszenie „obżarstwa” silników bez utraty mocy. Ponadto takie maszyny są bardziej zgodne z normami środowiskowymi niż odpowiedniki gaźników (i te, które są wyposażone w pojedynczy wtrysk).

Jedyną wadą takich systemów jest to, że ze względu na obecność dużej liczby siłowników dostrojenie i konserwacja układu paliwowego jest wystarczająco trudna do wykonania we własnym garażu.

System bezpośredniego wtrysku

To najnowsze osiągnięcie, które ma zastosowanie do silników benzynowych i gazowych. Jeśli chodzi o silniki Diesla, jest to jedyny rodzaj wtrysku jaki można w nich zastosować.

W systemie bezpośredniego dostarczania paliwa każdy cylinder ma indywidualny wtryskiwacz, podobnie jak w systemie rozproszonym. Jedyna różnica polega na tym, że opryskiwacze są instalowane bezpośrednio nad komorą spalania cylindra. Rozpylanie odbywa się bezpośrednio do wnęki roboczej, omijając zawór.

Modyfikacja ta pozwala na zwiększenie wydajności silnika, dalsze zmniejszenie jego zużycia oraz uczynienie silnika spalinowego bardziej przyjaznym dla środowiska dzięki wysokiej jakości spalaniu mieszanki paliwowo-powietrznej. Podobnie jak w przypadku poprzedniej modyfikacji, system ten ma złożoną konstrukcję i wymaga wysokiej jakości paliwa.

Różnica między gaźnikiem a wtryskiwaczem

Najważniejsza różnica między tymi urządzeniami dotyczy schematu tworzenia MTC i zasady jego składania. Jak się dowiedzieliśmy, wtryskiwacz wykonuje wymuszony wtrysk benzyny, gazu czy oleju napędowego i dzięki rozpylaniu lepiej miesza się z powietrzem. W gaźniku jakość wiru wytwarzanego w komorze powietrznej odgrywa główną rolę.

Gaźnik nie zużywa energii generowanej przez generator ani nie wymaga skomplikowanej elektroniki do działania. Wszystkie zawarte w nim elementy są wyłącznie mechaniczne i działają na podstawie praw fizycznych. Wtryskiwacz nie będzie działał bez ECU i prądu.

Co jest lepsze: gaźnik czy wtryskiwacz?

Odpowiedź na to pytanie jest względna. Jeśli kupujesz nowy samochód, nie ma wyboru - samochody z gaźnikiem są już w historii. W salonie samochodowym można kupić tylko model wtryskowy. Jednak na rynku wtórnym nadal jest wiele pojazdów z silnikiem gaźnikowym, a ich liczba nie zmniejszy się w najbliższej przyszłości, ponieważ fabryki nadal produkują do nich części zamienne.

Decydując się na rodzaj silnika warto zastanowić się w jakich warunkach maszyna będzie użytkowana. Jeśli głównym trybem jest obszar wiejski lub małe miasto, gaźnik dobrze wykona swoją pracę. Na takich terenach jest kilka wysokiej jakości stacji serwisowych, które potrafią prawidłowo naprawić wtryskiwacz, a sam gaźnik można naprawić (YouTube pomoże podnieść poziom samokształcenia).

Jak na duże miasta, wtryskiwacz pozwoli bardzo dużo zaoszczędzić (w porównaniu z gaźnikiem) w warunkach ciągnięcia i częstych korków. Jednak taki silnik będzie wymagał określonego paliwa (o wyższej liczbie oktanowej niż w przypadku prostszego typu silnika spalinowego).

Poniższy film przedstawia wady i zalety gaźników i wtryskiwaczy na przykładzie układu paliwowego motocykla:

Wtryskiwacz kontra gaźnik. Co lepsze? | Głos Bezdoka | MC Garage @MotorcyclistMag

Pielęgnacja silnika wtryskowego

Konserwacja układu wtryskowego nie jest tak trudną procedurą. Najważniejsze jest, aby postępować zgodnie z zaleceniami producenta dotyczącymi rutynowej konserwacji:

• Wymień filtr powietrza na czas;
• Nie zapomnij o wymianie dokładnego filtra paliwa;
• Okresowo sprawdzaj styki czujnika systemu pod kątem zanieczyszczenia olejem lub pyłem;
• Nie jedź z prawie pustym zbiornikiem (często jest to przyczyna awarii pompy paliwa);
• Napełnij zbiornik odpowiednim paliwem.

Te proste zasady pozwolą uniknąć niepotrzebnych strat przy naprawie uszkodzonych elementów. Jeśli chodzi o ustawienie trybu pracy silnika, funkcja ta jest realizowana przez elektroniczną jednostkę sterującą. Dopiero w przypadku braku sygnału z jednego z czujników na tablicy rozdzielczej zapali się sygnał Check Engine.

Nawet przy prawidłowej konserwacji czasami konieczne jest czyszczenie wtryskiwaczy paliwa.

Wtryskiwacz płuczący

O potrzebie takiej procedury mogą świadczyć następujące czynniki:

• Silnik nie uruchamia się dobrze;
• Pływająca prędkość biegu jałowego;
• Zmniejszona dynamika podczas przetaktowywania;
• Samochód stał się bardziej „żarłoczny”.

Zasadniczo wtryskiwacze są zatkane z powodu zanieczyszczeń w paliwie. Są tak małe, że przenikają przez elementy filtrujące filtra.

Wtryskiwacz można przepłukać na dwa sposoby: udać się autem do serwisu i wykonać zabieg na stanowisku lub zrób to sam przy pomocy specjalnych środków chemicznych. Druga procedura jest wykonywana w następującej kolejności:

• Najpierw trzeba będzie stworzyć alternatywny układ paliwowy - mały pojemnik z paliwem, do którego dodawany jest oczyszczacz (stężenie substancji jest wskazane na jego pojemniku, ale często jeden litr płynu jest przeznaczony do przetworzenia 2,5 litra pojemności silnika). Tutaj zainstalowana jest kolejna pompa paliwa;
• Silnik nagrzewa się do temperatury roboczej;
• Następnie musisz odłączyć zasilanie głównej pompy paliwowej. Aby to zrobić, po prostu usuń bezpiecznik;
• Kilkakrotnie podejmuje się próbę uruchomienia silnika bez pompy. Jest to konieczne, aby ciśnienie w linii spadło;
• Wąż doprowadzający paliwo jest odłączony;
• Wąż powrotny musi być zatkany. Aby to zrobić, należy go wyjąć z okucia i wkręcić w niego grubą śrubę;
• Podłączony jest nowy układ paliwowy;
• Silnik się uruchamia. Powinien pracować przez 5 minut, po czym jest zacięty;
• Aby środek skorodował osady w dyszach należy odczekać kilka minut i ponownie uruchomić silnik spalinowy;
• Pozwól silnikowi pracować przez około 30 minut, okresowo zwiększając prędkość do wartości 2500 obr / min;
• Alternatywny układ paliwowy jest odłączony, a standardowy jest podłączony;
• Silnik jest uruchamiany na 10 minut w celu usunięcia wszelkich pozostałości środka czyszczącego;
• Po zakończeniu procedury świece zapłonowe wymieniane są na nowe.

Należy zauważyć, że to czyszczenie nie usuwa zanieczyszczeń ze zbiornika paliwa. Oznacza to, że jeśli przyczyną zatkania jest paliwo niskiej jakości, to należy je całkowicie opróżnić ze zbiornika i napełnić czystym paliwem.

Jak bezpieczna jest ta procedura, zobacz wideo:

Płukanie wtryskiwacza bez wyjmowania go ręcznie. Jak przepłukać system wtryskowy LAVR ML101

Częste awarie wtryskiwaczy

Pomimo wysokiej niezawodności wtryskiwaczy i ich sprawności, im dokładniej pracujące elementy w układzie, tym większe prawdopodobieństwo awarii tego układu. taka jest rzeczywistość i nie ominęła wtryskiwaczy.

Oto najczęstsze uszkodzenia układu wtryskowego:

• Awaria pompy paliwowej (naturalne zużycie i paliwo niskiej jakości);
• Pęknięcie dysz (paliwo niskiej jakości - zatkanie, awaria zaworu);
• Zatkanie czujnika masowego przepływu powietrza (rzadziej jego analog, czujnik ciśnienia bezwzględnego, ulega awarii);
• Utlenianie złączy elektronicznych;
• Awaria czujnika położenia przepustnicy budżetowej;
• Zatkane kanały przepustnicy;
• Powietrze przedostaje się do paliwa.

Większość awarii prowadzi do niestabilnej pracy jednostki napędowej. Jego całkowite zatrzymanie następuje z powodu awarii pompy paliwa, wszystkich wtryskiwaczy naraz i awarii DPKV. Jednostka sterująca stara się ominąć resztę problemów i ustabilizować pracę silnika spalinowego (w tym przypadku ikona silnika będzie świecić w porządku).

Zalety i wady wtryskiwacza

Zalety wtryskiwacza to:

• Bardziej wydajne tworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej;
• Moc zespołu napędowego w porównaniu z silnikiem gaźnikowym o tych samych parametrach jest nawet o 10 procent wyższa;
• Elektronika oszczędniej zużywa paliwo i wydajniej rozprowadza moment wtrysku;
• Emisja z wtryskiwacza jest prawie o 75% bardziej przyjazna dla środowiska niż z gaźnika;
• Większa stabilność - elektronika nie wymaga tak częstej regulacji jak urządzenia mechaniczne;
• Zimą silnik wtryskowy szybciej przechodzi w tryb pracy - nie potrzebuje długotrwałego ogrzewania.

Oprócz zalet system ten ma znaczące wady, które nie pozwalają kierowcom o skromnych dochodach na preferowanie gaźnika:

• Koszt samego układu, jego konserwacji lub naprawy jest znacznie droższy niż te same parametry, co gaźnik;
• Aby przeprowadzić diagnostykę, potrzebujesz specjalisty ze specjalnym sprzętem;
• Elektronika czy czujniki silników wtryskowych rzadko zawodzą, ale kiedy tak się dzieje, trzeba przyzwoicie wydać przyzwoitą kwotę, aby przywrócić auto do poprzedniej dynamiki;
• Silnik wyposażony we wtryskiwacz jest selektywny pod względem jakości paliwa. Jeśli gaźnik działa idealnie cicho na 92. benzynie, to wtryskiwacz potrzebuje co najmniej 95. benzyny.

Układ wtrysku paliwa okazał się dość stabilny i niezawodny. Jeśli jednak istnieje chęć ulepszenia silnika gaźnika swojego samochodu, należy rozważyć zalety i wady.

Film o tym, jak działa wtryskiwacz

Oto krótki film o tym, jak działa nowoczesny silnik z wtryskowym układem paliwowym:

Układ zasilania paliwem pojazdu wtryskowego

Pytania i odpowiedzi:

Czym jest wtryskiwacz w uproszczeniu? Z angielskiego zastrzyku (zastrzyk lub zastrzyk). Zasadniczo jest to wtryskiwacz, który wtryskuje paliwo do kolektora dolotowego lub bezpośrednio do cylindra.

Co oznacza pojazd wtryskowy? Jest to pojazd wykorzystujący układ paliwowy z wtryskiwaczami wtryskującymi benzynę / olej napędowy do cylindrów silnika lub kolektora dolotowego.

Do czego służy wtryskiwacz w aucie? Ponieważ wtryskiwacz jest częścią układu paliwowego, wtryskiwacz jest przeznaczony do mechanicznego rozpylania paliwa w silniku. Może to być wtryskiwacz oleju napędowego lub benzyny.