Применение систем впрыска в автомобилях. Устройство и принцип работы инжекторных систем подачи топлива, их преимущества перед карбюраторными. Техническое обслуживание и ремонт инжекторных двигателей. Диагностика неисправностей систем подачи топлива.
Аннотация к работе
Автомобильный транспорт обладает высокой мобильностью, большим разнообразием транспортных средств по грузоподъемности, грузоемкости, назначению, конструктивным и экономическим характеристикам, благодаря чему он может перевозить различные по виду, характеру, объему и величине партии груза, обеспечивая высокую скорость их доставки. От качества работы автомобильного транспорта зависят организация бесперебойной торговли, удовлетворение спроса сельского населения на товары, успешное выполнение плана товарооборота, скорость и звенность товародвижения, размер товарных запасов и товаро-оборачиваемости, уровень издержек по отдельным статьям, себестоимость продукции и уровень рентабельности торговли, заготовительной и производственной деятельности. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями. В стремлении повышать мощность конструкторы устанавливали на карбюраторы ускорительные насосы, впрыскивающие топливо во впускной коллектор при каждом резком нажатии на педаль акселератора, т.е. когда требуется резкий разгон автомобиля. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой нормальной топливовоздушной смеси (весовое соотношение воздух/бензин 14,7:1).Инжекторный двигатель устроен таким образом, что в поток воздуха впрыск топлива осуществляется при помощи специальных форсунок, которые располагаются либо там, где находился карбюратор (т.е. на впускном коллекторе), либо рядом со впускным клапаном каждого цилиндра. Топливо к форсункам подается под давлением, а автомобильный бортовой компьютер в нужные моменты подает токовые импульсы, которые их открывают. В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моно-впрыск (одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как у дизелей). А именно: более тщательно распыляет топливо, лучше перемешивает с воздухом и грамотней распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В итоге двигатели с непосредственным впрыском потребляют меньше топлива, чем обычные «впрысковые» (в народе - инжектор) моторы (в особенности при спокойной езде на невысокой скорости); при одинаковом рабочем объеме они обеспечивают более интенсивное ускорение автомобиля; у них чище выхлоп; они гарантируют более высокую литровую мощность за счет большей степени сжатия и эффекта охлаждения воздуха при испарении топлива в цилиндрах.
Введение
О роли автомобильного транспорта
Автомобильный транспорт - наиболее распространенный и доступный вид транспорта в нашей стране. По объему перевозок в тоннах он занимает первое место, перевозя более 80% всех грузов в стране. Автомобильный транспорт обладает высокой мобильностью, большим разнообразием транспортных средств по грузоподъемности, грузоемкости, назначению, конструктивным и экономическим характеристикам, благодаря чему он может перевозить различные по виду, характеру, объему и величине партии груза, обеспечивая высокую скорость их доставки.
От качества работы автомобильного транспорта зависят организация бесперебойной торговли, удовлетворение спроса сельского населения на товары, успешное выполнение плана товарооборота, скорость и звенность товародвижения, размер товарных запасов и товаро-оборачиваемости, уровень издержек по отдельным статьям, себестоимость продукции и уровень рентабельности торговли, заготовительной и производственной деятельности.
Экономика автомобильного транспорта - это отраслевая наука, изучающая формы проявления экономических законов и практическое использование их на автомобильном транспорте. Предметом исследования этой науки являются закономерности функционирования и развития автомобильного производства, призванного обеспечивать бесперебойную перевозку грузов и пассажиров и обслуживать сферу производства и обращения материальной продукции других отраслей производства народного хозяйства. По мере экономического и социального развития нашего общества происходило становление и развитие всех видов транспорта, как неотъемлемой части производительных сил страны и важной отрасли народного хозяйства.
Крупномасштабные меры по подъему и развитию транспорта принимались в годы первых пятилеток. В результате принятых мер создана и успешно развивается мощная транспортная система, включающая в себя все виды современного транспорта.
По объемам выполняемой работы, показателей использования путей сообщения и технических средств транспорт в России вышел в число передовых в мире.
Автомобильный транспорт широко используется для городских и пригородных, внутрирайонных и внутриобластных, междугородных и международных перевозок грузов и пассажиров. Для улучшения его работы непрерывно развивается материально техническая база, увеличивается выпуск современного подвижного состава с улучшенными техническими и эксплуатационными свойствами, высокой надежностью и большей долговечностью. Увеличивается выпуск автомобилей большой и малой грузоподъемности с дизельными двигателями и прицепами.
В развитии всех отраслей народного хозяйства страны все большее значение приобретает автомобильный транспорт. Снижение себестоимости грузовых перевозок ведет к снижению транспортных тарифов, а, следовательно, к уменьшению себестоимости продукции потребителей транспортных услуг.
Становление рыночных отношений значительно изменило хозяйственный механизм и структуру управления на транспорте.
1. Инжекторная система подачи топлива
Система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях. Эта система подачи топлива постепенно вытесняет систему питания карбюраторных двигателей .
Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.
В конце 60-х - начале 70-х годов ХХ века остро встала проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами, среди которых значительную часть составляли выхлопные газы автомобилей.
До этого времени состав продуктов сгорания двигателей внутреннего сгорания никого не интересовал. В целях максимального использования воздуха в процессе сгорания и достижения максимально возможной мощности двигателя состав смеси регулировался с таким расчетом, чтобы в ней был избыток бензина. В результате в продуктах сгорания совершенно отсутствовал кислород, однако оставалось несгоревшее топливо, а вредные для здоровья вещества образуются главным образом при неполном сгорании.
В стремлении повышать мощность конструкторы устанавливали на карбюраторы ускорительные насосы, впрыскивающие топливо во впускной коллектор при каждом резком нажатии на педаль акселератора, т.е. когда требуется резкий разгон автомобиля. В цилиндры при этом попадает чрезмерное количество топлива, не соответствующее количеству воздуха.
В условиях городского движения ускорительный насос срабатывает практически на всех перекрестках со светофорами, где автомобили должны то останавливаться, то быстро трогаться с места.
Неполное сгорание имеет место также при работе двигателя на холостых оборотах, а особенно при торможении двигателем. При закрытом дросселе воздух проходит через каналы холостого хода карбюратора с большой скоростью, всасывая слишком много топлива. Изза значительного разрежения во впускном трубопроводе в цилиндры засасывается мало воздуха, давление в камере сгорания остается к концу такта сжатия сравнительно низким, процесс сгорания чрезмерно богатой смеси проходит медленно, и в выхлопных газах остается много несгоревшего топлива.
Описанные режимы работы двигателя резко повышают содержание токсических соединения в продуктах сгорания. Стало очевидно, что для понижения вредных для жизнедеятельности человека выбросов в атмосферу надо кардинально менять подход к конструированию топливной аппаратуры.
Для снижения вредных выбросов в систему выпуска было предложено устанавливать каталитический нейтрализатор отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой нормальной топливовоздушной смеси (весовое соотношение воздух/бензин 14,7:1).
Любое отклонение состава смеси от указанного приводило к падению эффективности его работы и ускоренному выходу из строя. Для стабильного поддержания такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили. Альтернативой могли стать только системы впрыска.
Первые системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются по мере эксплуатации автомобиля.
Этот результат вполне закономерен, учитывая износ и загрязнение элементов системы и самого двигателя внутреннего сгорания в процессе его службы. Встал вопрос о системе, которая смогла бы сама себя корректировать в процессе работы, гибко сдвигая условия приготовления рабочей смеси в зависимости от внешних условий.
Выход был найден следующий. В систему впрыска ввели обратную связь - в выпускную систему, непосредственно перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-зонд. Данная система разрабатывалась уже с учетом наличия такого основополагающего для всех последующих систем элемента, как электронный блок управления (ЭБУ). По сигналам датчика кислорода ЭБУ корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси.
На сегоднящний день инжекторый (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели .
Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).
Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества: 1. Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
2. Снижение токсичности выхлопных газов . Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
3. Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%. Происходит за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
4. Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
5. Легкость пуска независимо от погодных условий.
Устройство и принцип работы (на примере электронной системы распределенного впрыска)
В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндра предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой, где топливо находится под давлением, которое создает электро-бензонасос.
Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контроллер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.
Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.
Датчик положения дроссельной заслонки служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя и циклового наполнения.
Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и для управления электро-вентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя.
Датчик положения коленчатого вала служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ - полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводиться не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный "жизненно важный" в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.
Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Информация, которую выдает датчик, используется электронным блоком управления для корректировки количества подаваемого топлива. Датчик кислорода используется только в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода - до катализатора и после него).
Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя угол опережения зажигания.
Здесь перечислены только некоторые основные датчики, необходимые для работы системы. Комплектации датчиков на различных автомобилях зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр.
Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами, к которым относятся: форсунки, бензонасос, модуль зажигания, регулятор холостого хода, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина, вентилятор системы охлаждения и др. (все опять же зависит от конкретной модели)
Из всего перечисленного, возможно, не все знают, что такое адсорбер. Адсорбер является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 запрещен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг. На неработающем двигателе пары бензина попадают в адсорбер из бака и впускного коллектора, где происходит их поглощение. При запуске двигателя адсорбер по команде ЭБУ продувается потоком воздуха, всасываемого двигателем, пары увлекаются этим потоком и дожигаются в камере сгорания.
2. Технология ТО и ремонта
Устройство современных автомобилей постоянно совершенствуется. Сегодня почти на всех автомобилях устанавливаются инжекторные бензиновые двигатели (инжектор)
Что касается работ по ремонту и обслуживанию инжектора, то можно отметить, что это наиболее трудоемкие, узкопрофильные работы.
Что такое инжектор? Можно ли отремонтировать инжектор своими руками? Инжектор представляет собой комплекс форсунок, которые выполняют оптимизированный впрыск топлива в воздушный поток. Подача топлива в цилиндр двигателя, таким образом, и называется инжекторной системой подачи топлива.
Почему инжекторные системы подачи топлива так популярны в автомобилестроении? Инжекторные системы подачи топлива максимально приближены к оптимальному техническому решению, которое исключает большинство недостатков других топливных систем. Но и здесь можно найти свои минусы, а именно недостатки инжекторных систем подачи топлива.
Главным недостатком инжекторных систем можно считать необходимость использования топлива высокого качества. То есть требования к бензину при использовании инжектора в качестве элемента топливной системы резко возрастают.
Ремонт инжектора своими руками проводить достаточно сложно, так как обслуживание инжектора выполняется на специальном дорогостоящем оборудовании.
Неисправности инжекторных систем подачи топлива и ремонт инжектора
Основные неисправности инжектора предполагают выход из строя блока управления двигателя и его датчиков.
Причины неисправности инжектора
1) Нарушение правил эксплуатации инжектора;
2) Заправка бензина плохого качества;
3) Не соблюдение правил технического обслуживания инжекторов.
Инжекторные системы очень чувствительны к плохому топливу, поэтому водитель должен максимально соблюдать рекомендации производителя по обслуживанию инжектора, во избежание технических проблем.
Своевременная техническая диагностика инжекторной системы не только позволит предотвратить поломку инжектора, но сэкономят ваше время в дальнейшем.
Обязательно надо отметить, что диагностика инжекторной системы подачи топлива проводится на специальном оборудовании, как и промывка инжектора. Своевременное техническое обслуживание инжектора это залог длительной и правильной работы инжекторной системы.
Технический прогресс производства современных автомобилей диктует свои правила. Революцией в мире автомобилей стало использование электронных систем управления узлов и агрегатов автомобиля. Современные технологии позволяют проводить компьютерную диагностику автомобиля, что значительно увеличивает точность диагностирования инжекторных систем и остальных агрегатов, механизмов. После проведения компьютерной диагностики владелец автомобиля получает распечатку с предполагаемыми дефектами и мастер-приемщик по ремонту автомобилей должен объяснить дальнейшие действия, последовательность устранения дефектов и неисправностей и ориентировочное время для их устранения.
Перечень работ по ремонту и обслуживанию инжекторной системы: Диагностика инжектора;
Диагностика электронных систем автомобиля;
Компьютерная диагностика двигателя;
Ремонт инжекторных систем подачи топлива;
Ультразвуковая чистка форсунок;
Ремонт системы моно-впрыска;
Ремонт проводки инжекторных систем.
Наверное каждый водитель понимает, что двигатель работает правильно только тогда, когда каждая из систем выполняет поставленные перед ней задачи. Если двигатель работает неравномерно, и какая то его система не выполняет требуемых операций это значительно сокращает срок службы двигателя в целом. В дальнейшем такая ситуация может привести к сбоям системы. В этом случае необходимо срочно обратиться в автосервис для диагностики инжекторной системы или системы в которой произошел сбой.
Специалисты автосервиса должны произвести несколько этапов диагностики двигателя и предоставить отчет по перечню неисправностей, которые необходимо устранить.
Диагностика расходных материалов (трубок, прокладок, резиновых уплотнителей).
На основании результатов диагностики двигателя делают заключение о техническом состоянии двигателя .И только на этом этапе можно говорить о расчете стоимости ремонтных работ. Ремонт инжектора лучше всего производить своевременно, ведь мастерских по ремонту инжекторов в нашем городе уже достаточно много.
Ремонт механического инжектора
Ремонт механического инжектора достаточно сложная в техническом плане задача, поэтому выполняется только в специализированных автосервисах, каких в нашем городе не много.
Вся сложность ремонта механического инжектора состоит в технически сложном устройстве механического инжектора. За ремонт механического инжектора может взяться только «действительно» квалифицированный автомеханик, который имеет опыт в ремонте механических инжекторов. Механический инжектор представляет собой сложную систему подачи топлива в двигатель.
Как ремонтировать механический инжектор?
Ремонт механического инжектора своими руками практически не реальная задача, но выполнимая. Ремонт механического инжектора состоит следующих этапов: Разборка механического инжектора;
Ремонт механического инжектора довольно сложная задача даже для профессионалов, поэтому автомобили с механическим инжектором не пользуются спросом на автомобильном рынке. А если кто и покупает автомобили с механическим инжектором, то самые настоящие любители этой модели автомобиля.