發動機燃油噴射系統

任何內燃機的工作都是基於汽油，柴油或其他類型燃料的燃燒。 此外，重要的是使燃料與空氣充分混合。 僅在這種情況下，最大的回報將來自電動機。

化油器電機的性能與現代噴射發動機不同。 儘管配備了化油器，但其體積通常要比帶有強制噴射系統的內燃機的功率要少。 原因在於汽油和空氣的混合質量。 如果這些物質不能很好地混合，則某些燃料將被排放到排氣系統，並在其中燃燒。

除了排氣系統的某些元件（例如催化劑或氣門）發生故障之外，發動機將無法充分利用其潛力。 由於這些原因，在現代發動機上安裝了強制燃油噴射系統。 讓我們考慮其各種修改及其操作原理。

什麼是燃油噴射系統

汽油噴射系統是一種用於強制計量流進發動機氣缸的機構。 考慮到BTC燃燒不良，廢氣中含有許多有害物質，污染了環境，因此進行精確噴射的發動機更加環保。

為了提高混合效率，過程控制是電子的。 電子設備可以更有效地計量一部分汽油，還可以將其分配為小部分。 稍後，我們將討論噴射系統的不同修改，但它們具有相同的工作原理。

工作原理及裝置

如果早些時候僅在柴油機組中強制提供燃料，那麼現代汽油發動機也將配備類似的系統。 其設備（取決於類型）將包括以下元素：

• 處理從傳感器接收到的信號的控制單元。 根據這些數據，他向執行器發出有關汽油噴灑時間，燃料量和空氣量的命令。
• 傳感器安裝在節氣門附近，催化劑周圍，曲軸，凸輪軸等上。 它們確定進入的空氣的量和溫度，廢氣中的空氣量，並且還記錄功率單元運行的不同參數。 來自這些元件的信號有助於控制單元調節燃油噴射和向所需氣缸的空氣供應。
• 噴油器將汽油噴入進氣歧管或直接噴入氣缸室，如柴油發動機一樣。 這些零件位於靠近火花塞的氣缸蓋中或進氣歧管上。
• 高壓燃油泵在燃油管路中產生所需的壓力。 在燃油系統的某些修改中，該參數應比氣缸壓縮壓力高得多。

該系統以類似於化油器類似物的原理運行-當氣流進入進氣歧管和噴嘴時（在大多數情況下，其數量與氣缸體中的氣缸數量相同）。 最初的發展是機械式的。 代替化油器，在其中安裝了一個噴嘴，該噴嘴將汽油噴入進氣歧管，因此該部分被更有效地燃燒。

這是電子學中唯一起作用的元素。 所有其他執行器都是機械的。 更現代的系統以類似的原理運行，只是執行器的數量和安裝位置與原始模擬系統不同。

各種類型的系統可提供更均勻的混合物，從而使車輛充分利用燃料的潛力，並滿足更嚴格的環境要求。 電子注入工作的一個令人愉快的收穫是車輛的效率與單元的有效功率。

如果在最初的發展中只有一個電子元件，而燃油系統的所有其他部分都是機械類型的，那麼現代發動機就配備了完全的電子設備。 這使您可以更準確地分配較少的汽油，從而提高燃燒效率。

許多駕駛者將此術語稱為大氣發動機。 在該變型中，由於在進氣沖程中活塞接近底部時產生的真空，燃料進入進氣歧管和氣缸。 所有化油器ICE均根據此原理工作。 大多數現代噴射系統都以相似的原理工作，由於燃油泵產生的壓力，僅進行霧化。

外觀簡史

最初，所有汽油發動機都只配備了化油器，因為長期以來，這是唯一一種將燃料與空氣混合併吸入氣缸的機制。 該裝置的操作在於以下事實：一小部分汽油被吸入穿過該機構的腔室進入進氣歧管的氣流中。

100多年來，該設備已經過完善，因此某些型號能夠適應不同的電機運行模式。 當然，電子學可以更好地完成這項工作，但是在那時，它是唯一的機制，其改進使得製造汽車既經濟又快速。 一些跑車甚至配備了獨立的化油器，這大大提高了汽車的功率。

在上世紀90年代中期，這種發展逐漸被更高效的燃油系統所取代，該燃油系統由於噴嘴的參數（關於噴嘴的尺寸以及噴嘴尺寸如何影響發動機的運行）而不再起作用。 ，讀入 單獨的文章）和化油器室的容積，以及基於ECU的信號。

進行此替換的原因有很多：

1. 化油器類型的系統不如電子模擬器經濟，這意味著它的燃油效率低。
2. 化油器的有效性並非在所有發動機運行模式中都得到體現。 這是由於其零件的物理參數，只能通過安裝其他合適的元件來更改。 在改變內燃機的運行模式的過程中，在汽車繼續行駛的同時，這是不能做到的。
3. 化油器的性能取決於其在發動機上的安裝位置。
4. 由於化油器中的燃料混合效果不如用噴射器噴射時好，因此更多未燃燒的汽油進入排氣系統，從而增加了環境污染水平。

噴油系統於80世紀50年代初首次用於量產車。 但是，在航空領域，噴油器在700年前就已開始安裝。 第一輛配備德國博世公司機械直接噴射系統的汽車是Goliath 1951 Sport（XNUMX）。

被稱為“鷗翼”（梅賽德斯-奔馳 300SL）的著名車型配備了類似的車輛改裝。

在50年代末-60年代初。 開發了可以通過微處理器運行的系統，而不是由於復雜的機械設備。 但是，直到有可能購買廉價的微處理器之前，這些發展在很長一段時間內仍然無法獲得。

嚴格的環境法規和微處理器的可用性推動了電子系統的大規模引入。 第一個接受電子注入的生產模型是1967年的Nash Rambler Rebel。 相比之下，化油器5.4.​​255升發動機的功率為290馬力，而配備電噴系統和相同容積的新車型已經具有XNUMX hp的功率。

由於更高的效率和更高的效率，噴射系統的各種改進已逐漸取代了化油器（儘管由於成本低，此類裝置仍被積極地用於小型機械化車輛上）。

如今，大多數乘用車都配備了博世的電子燃油噴射系統。 該開發稱為 jetronic。 根據系統的修改，其名稱將補充相應的前綴：Mono、K/KE（機械/電子計量系統）、L/LH（每缸控制的分佈式噴射）等。 另一家德國公司歐寶開發了一個類似的系統，它被稱為 Multec。

燃油噴射系統的類型和類型

所有現代電子強制注射系統分為三大類：

• 節氣門噴霧（或中央噴射）；
• 收集器噴霧（或分佈式）；
• 直接霧化（霧化器安裝在氣缸蓋中，燃料與空氣直接在氣缸中混合）。

所有這些類型的注射的操作方案幾乎相同。 由於燃油系統管線中的壓力過高，它會向腔體供應燃油。 它可以是位於進氣歧管和泵之間的單獨的油箱，也可以是高壓管路本身。

中央注射（單次注射）

單註入是電子系統的第一個發展。 與化油器相同。 唯一的區別是，在進氣歧管中安裝了噴射器，而不是機械設備。

汽油直接進入歧管，在此與進氣混合併進入相應的套筒，在其中產生真空。 由於系統可以根據電動機的工作模式進行調整，因此這種新穎性大大提高了標準電動機的效率。

單次進樣的主要優點是系統簡單。 它可以安裝在任何發動機上，而不是化油器上。 電子控制單元將僅控制一個噴射器，因此不需要復雜的微處理器固件。

在這樣的系統中，將存在以下元素：

• 為了保持管路中汽油的恆定壓力，必須配備壓力調節器（描述了其工作方式和安裝位置） 這裡）。 發動機關閉時，該元件可保持管路壓力，從而在重新啟動裝置時使泵更易於操作。
• 霧化器根據ECU的信號進行操作。 噴油器具有電磁閥。 它提供汽油的脈衝霧化。 描述了有關噴油器裝置以及如何清潔噴油器的更多細節。 這裡.
• 電動節氣門調節進入歧管的空氣。
• 傳感器收集必要的信息以確定汽油的數量以及何時噴灑。
• 微處理器控制單元處理來自傳感器的信號，並據此發送命令以操作噴油器，節氣門執行器和燃油泵。

儘管此創新設計表現良好，但它具有幾個嚴重的缺點：

1. 當噴嘴發生故障時，它將完全停止整個電動機。
2. 由於在歧管的主要部分進行噴塗，因此一些汽油殘留在管壁上。 因此，發動機將需要更多的燃料才能達到峰值功率（儘管與化油器相比，該參數明顯更低）；
3. 上面列出的缺點阻止了系統的進一步改進，這就是為什麼在單次噴射中無法使用多點噴射模式（僅在直接噴射中才有可能）的原因，這會導致部分汽油燃燒不完全。 結果，車輛不能滿足車輛不斷增長的環境要求。

分佈式註射

噴射系統的下一個更有效的改進是將單個噴射器用於特定氣缸。 這樣的裝置使得可以將霧化器定位成更靠近進氣門，因此，燃料損失較少（在歧管壁上沒有太多殘留）。

通常，這種類型的噴射配備有一個附加元件-坡道（或在高壓下積聚燃料的儲油罐）。 這種設計允許在不使用複雜調節器的情況下為每個噴射器提供適當的汽油壓力。

這種類型的噴射最常用於現代汽車。 該系統顯示出相當高的效率，因此今天有幾種變體：

• 第一種修改與單次注入的工作非常相似。 在這樣的系統中，ECU同時向所有噴油嘴發送信號，並且無論哪個氣缸需要BTC的新鮮部分，它們都會被觸發。 與單次噴射相比，其優勢在於能夠單獨調節每個氣缸的汽油供應。 但是，這種改進比現代的改進方案具有更高的燃料消耗。
• 並行對注入。 它的工作方式與上一個相同，不僅不是所有的噴射器都工作，而是成對互連。 這種設備的特點是它們是平行的，因此一個噴霧器在活塞執行進氣沖程之前打開，而另一個噴霧器則在從另一個氣缸開始排氣之前的那個時刻噴射汽油。 該系統幾乎從未安裝在汽車上，但是，大多數電子注入系統在切換到緊急模式時都嚴格按照此原理工作。 它通常在凸輪軸傳感器發生故障時激活（在分階段噴射修改中）。
• 分階段修改分佈式註入。 這是這種系統的最新發展。 在此類別中具有最佳性能。 在這種情況下，使用的噴嘴數量與發動機中的汽缸數量相同，僅在打開進氣門之前才進行噴塗。 這種類型的注射在該類別中效率最高。 燃料不會噴射到整個歧管中，而只會噴射到提取混合氣的部分中。 因此，內燃機表現出了出色的效率。

直接注射

直噴系統是一種分佈式的。 在這種情況下，唯一的區別是噴嘴的位置。 它們的安裝方式與火花塞的安裝方式相同-在發動機的頂部，以便噴霧器將燃料直接供應至氣缸室。

高端細分市場的汽車都配備了這樣的系統，因為它是最昂貴的，但今天卻是最高效的。 這些系統使燃料和空氣的混合幾乎達到理想狀態，並且在動力裝置的運行過程中，每微滴汽油都被使用。

直接噴射使您可以更準確地調節不同模式下的電動機運行。 由於其設計特點（除了閥和蠟燭外，還必須在氣缸蓋中安裝一個噴油器），它們不用於小排量內燃機，而僅用於大功率的類似發動機。

僅在昂貴的汽車中使用這種系統的另一個原因是，串行引擎需要進行認真的現代化改造，以便在其上安裝直接噴射。 如果在其他類似裝置的情況下，可以進行這種升級（僅需要修改進氣歧管並安裝必要的電子裝置），則在這種情況下，除了安裝適當的控制單元和必要的傳感器外，還需要安裝氣缸頭部也必須重做。 在預算的串行電源設備中無法做到這一點。

所涉及的噴塗類型對汽油的質量非常異想天開，因為柱塞對對最小的磨料非常敏感並且需要持續潤滑。 它必須符合製造商的要求，因此具有類似燃油系統的車輛不應在有問題或不熟悉的加油站加油。

隨著直接噴灑技術的更高級改進的出現，這種發動機很有可能很快將被單噴和分佈式噴射取代。 更現代的系統類型包括進行多點或分層注入的開發。 兩種選擇都旨在確保汽油燃燒盡可能完整，並且此過程的效果達到最高效率。

噴霧功能可提供多點噴射。 在這種情況下，腔室中會在不同部分填充微小的燃料滴，從而改善了與空氣的均勻混合。 逐層注入將BTC的一部分分為兩部分。 首先執行預注射。 隨著更多的空氣，這部分燃料點燃得更快。 點火後，將供應汽油的主要部分，該部分不再從火花中點燃，而是從現有的火炬中點燃。 這種設計使發動機運轉更加平穩，而不會損失扭矩。

在所有此類燃油系統中都存在的強制性機構是高壓燃油泵。 為使設備在產生所需壓力的過程中不會發生故障，它配備了一對柱塞（描述了柱塞對及其工作原理 另）。 對這種機構的需求是由於以下事實：軌道中的壓力必須比發動機的壓縮壓力高幾倍，因為通常必須將汽油噴入已經壓縮的空氣中。

燃油噴射傳感器

除了燃油系統的關鍵要素（節氣門，電源，燃油泵和噴嘴）外，其操作還與各種傳感器的存在密不可分。 根據注射類型的不同，這些設備的安裝目的是：

• 測定廢氣中的氧氣量。 為此，使用了一個lambda探針（可以閱讀其工作原理 這裡）。 汽車可以使用一個或兩個氧氣傳感器（安裝在催化劑之前，之前或之後）；
• 氣門正時定義（這是什麼，請向 另一則評論），以便控制單元可以在進氣沖程即將開始之前發出信號以打開噴塗機。 相位傳感器安裝在凸輪軸上，用於相控噴射系統。 該傳感器的故障將控制單元切換為成對-平行噴射模式。
• 曲軸轉速的確定。 點火力矩以及其他自動系統的操作取決於DPKV。 這是汽車中最重要的傳感器。 如果發生故障，則無法啟動電動機或將其停轉。
• 計算引擎消耗了多少空氣。 空氣質量流量傳感器幫助控制單元確定通過哪種算法來計算汽油量（噴霧開啟時間）。 如果空氣質量流量傳感器發生故障，則ECU具有緊急模式，該模式由其他傳感器的指示器引導，例如DPKV或緊急校準算法（製造商設置平均參數）；
• 確定發動機溫度條件。 冷卻系統中的溫度傳感器使您可以調節燃油供應以及點火正時（避免由於發動機過熱而引起的爆震）；
• 計算動力總成的估計或實際負載。 為此，使用了節氣門傳感器。 它確定駕駛員踩油門踏板的程度；
• 防止發動機爆震。 為此，使用爆震傳感器。 當此設備檢測到氣缸中的劇烈衝擊和過早衝擊時，微處理器會調整點火正時；
• 計算車輛的速度。 當微處理器檢測到汽車的速度超過了所需的發動機速度時，“大腦”會切斷對氣缸的燃料供應。 例如，當駕駛員使用發動機制動時，就會發生這種情況。 此模式可讓您在下坡或轉彎時節省燃油；
• 估計影響電機的振動量。 當車輛在崎uneven不平的道路上行駛時，會發生這種情況。 振動會導致失火。 此類傳感器用於符合歐3或更高標準的電機。

沒有任何控制單元僅根據來自單個傳感器的數據進行操作。 系統中的這些傳感器越多，ECU計算引擎燃油特性的效率就越高。

一些傳感器的故障使ECU進入緊急模式（儀表板上的電動機圖標點亮），但是發動機仍根據預編程的算法繼續工作。 該控制單元可以基於內燃機的運行時間，其溫度，曲軸的位置等的指示，或者僅基於具有不同變量的編程表。

執行機制

當電子控制單元已從所有傳感器接收到數據（它們的編號已編入設備的程序代碼）後，它將向系統的執行器發送適當的命令。 根據系統的修改，這些設備可以具有自己的設計。

這些機制包括：

• 噴霧器（或噴嘴）。 它們主要配備有由ECU算法控制的電磁閥。
• 燃油泵。 一些汽車模型有兩個。 其中一個將燃料從油箱供應到高壓燃油泵，該高壓燃油泵將汽油分小部分泵入導軌。 這樣可以在高壓管路中產生足夠的揚程。 僅在直接噴射系統中才需要對泵進行此類修改，因為在某些型號中，噴嘴必須將燃料噴入壓縮空氣中；
• 點火系統的電子模塊-在正確的時刻接收信號以形成火花。 在最新的車載系統修改中，該元件是控制單元的一部分（其低壓部分，高壓部分是雙迴路點火線圈，為特定的火花塞產生電荷，而在較昂貴的版本，則在每個火花塞上安裝一個單獨的線圈）。
• 怠速調節器。 它以步進馬達的形式呈現，該馬達可調節節氣門區域內的空氣通過量。 當節氣門關閉（駕駛員不踩油門踏板）時，此機構對於維持怠速發動機速度是必需的。 這有助於對冷卻後的發動機進行預熱-在冬天，您無需坐在寒冷的機艙中，而無需加油，這樣發動機就不會失速；
• 為了調節溫度狀態（該參數也會影響氣缸的汽油供應），控制單元會定期啟動安裝在主散熱器附近的冷卻風扇。 最新一代的 BMW 車型配備了帶可調散熱片的散熱器格柵，可在寒冷天氣下駕駛時保持溫度並加速發動機預熱。 （這樣，內燃發動機就不會過冷，垂直肋會旋轉，從而阻止冷空氣進入發動機艙）。 這些元件也由微處理器基於來自冷卻液溫度傳感器的數據進行控制。

電子控制單元還記錄車輛消耗了多少燃料。 該信息使軟件可以調整髮動機模式，以便在給定情況下提供最大功率，但同時使用最少的汽油。 儘管大多數駕駛員將其視為對錢包的關注，但實際上，不良的燃料燃燒會增加廢氣污染的水平。 所有製造商主要依靠此指標。

微處理器計算噴嘴的開口數以確定燃油消耗。 當然，該指示器是相對的，因為電子設備無法完美地計算出打開時在那幾分之一秒內通過噴油嘴的燃料量。

另外，現代汽車配備有吸附器。 該設備安裝在燃油箱的封閉式汽油蒸氣循環系統上。 大家都知道汽油容易蒸發。 為了防止汽油蒸氣進入大氣，吸附器使這些氣體自身通過，對其進行過濾，然後將其送到氣缸進行再燃燒。

電子控制單元

沒有電子控制單元，任何強制性汽油系統都無法工作。 這是一個將程序縫入其中的微處理器。 該軟件由汽車製造商針對特定車型開發。 該微型計算機被配置用於一定數量的傳感器，以及用於在傳感器發生故障的情況下的特定操作算法。

微處理器本身包含兩個元素。 第一個存儲主要固件-芯片調整過程中主設備安裝的製造商設置或軟件（有關為什麼需要固件的說明，請參見 另一篇文章).

ECU的第二部分是校準塊。 這是由電動機製造商配置的應急電路，以防設備未捕獲到來自特定傳感器的信號。 為滿足特定條件時激活的大量變量編寫了該元素。

鑑於控制單元，其設置和傳感器之間的通信非常複雜，因此您應該注意儀表板上顯示的信號。 在經濟型汽車中，如果出現問題，則電動機圖標只會點亮。 為了確定噴射系統中的故障，您需要將計算機連接至ECU服務接口並進行診斷。

為了簡化此過程，在更昂貴的汽車中安裝了車載計算機，該計算機獨立執行診斷並發出特定的錯誤代碼。 可以在運輸服務手冊或製造商的官方網站上找到此類服務消息的解碼。

哪種注射更好？

在考慮了燃油系統的汽車車主之間會出現這個問題。 答案取決於多種因素。 例如，如果問題的代價是汽車的經濟性，對高環境標準的遵守以及VTS燃燒產生的最大效率，那麼答案就很明確：直接噴射更好，因為它最接近理想情況。 但是這樣的汽車將不會便宜，並且由於系統的設計特徵，電動機將具有大的體積。

但是，如果駕車者想通過拆卸化油器和安裝噴油器來實現其運輸的現代化，從而提高內燃機的性能，那麼他將不得不停止使用一種分佈式噴油器（單噴不加引號，因為這是一個古老的發展，其效率沒有化油器高很多）。 這樣的燃料系統將具有低廉的價格，並且對汽油的質量也不是那麼古怪。

與化油器相比，強制噴射具有以下優點：

• 運輸經濟增長。 即使是第一個噴油器設計，其流量減少了約40％。
• 該裝置的功率增加，尤其是在低速行駛時，因此，初學者更容易使用噴油器學習駕駛。
• 要啟動引擎，需要驅動程序執行較少的操作（該過程是完全自動化的）；
• 在冷引擎上，駕駛員無需控制速度，以使內燃機在預熱時不會失速。
• 電機的動力增加；
• 不需要調整燃油供應系統，因為這取決於發動機的運行模式，由電子設備完成；
• 監測混合物的成分，這增加了排放物的環境友好性；
• 直至達到Euro-3級別，燃油系統無需定期維護（所需的只是更換故障零件）。
• 可以在汽車上安裝防盜鎖（詳細描述了該防盜裝置 另);
• 在某些汽車模型中，通過去除“底盤”來增加發動機艙的空間。
• 排除了在低發動機轉速或長時間停機時從化油器中排放出的汽油蒸氣，從而降低了在汽缸外著火的風險；
• 在某些化油器機器中，即使很小的搖晃（有時15％的傾斜度也足夠）會導致發動機停止或化油器運行不充分；
• 化油器還高度依賴於大氣壓力，這在機器在山區運行時會極大地影響發動機性能。

儘管與化油器相比有明顯的優勢，但噴射器仍然具有一些劣勢：

• 在某些情況下，維護系統的成本非常高。
• 系統本身包含可能會失敗的其他機制。
• 診斷需要電子設備，儘管正確調整化油器還需要一定的知識；
• 該系統完全依靠電力，因此，在升級電動機時，還必須更換發電機。
• 由於硬件和軟件之間的不兼容，有時在電子系統中可能會發生錯誤。

逐漸嚴格的環境標準，以及汽油價格的逐步上漲，使許多駕駛者轉向使用噴射發動機的汽車。

此外，我們建議您觀看一段簡短的視頻，以了解什麼是燃油系統以及每個元件的工作原理：

車輛燃油系統。 裝置，工作原理和故障！

問題與解答：

什麼是燃油噴射系統？ 只有兩種根本不同的燃油噴射系統。 單噴射（類似於化油器，噴嘴僅提供燃料）。 多點噴射（噴嘴將燃料噴入進氣歧管）。

燃油噴射系統是如何工作的？ 當進氣門打開時，噴油器將燃油噴入進氣歧管，空氣-燃油混合物被自然吸入或通過渦輪增壓吸入。

燃油噴射系統是如何工作的？ 根據系統類型，噴油器將燃油噴入進氣歧管或直接噴入氣缸。 噴射正時由 ECU 決定。

Ч什麼將汽油注入發動機？ 如果燃油系統是分佈式噴射，則在每個進氣歧管上安裝一個噴油器，由於其中的真空，BTC被吸入氣缸。 如果直接噴射，則燃料供應到氣缸。