Sistema di alimentazione del carburante. Sistemi di iniezione, descrizione e principio di funzionamento

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:04

Il sistema di alimentazione del carburante è necessario per l'alimentazione del carburante dal serbatoio del gas, la sua ulteriore filtrazione e la formazione di una miscela ossigeno-carburante con il suo trasferimento ai cilindri del motore. Attualmente, ci sono diversi tipi di sistemi di alimentazione. Il più comune nel 20° secolo era il carburatore, ma oggi il sistema di iniezione sta diventando sempre più popolare. Ce n'era anche una terza - iniezione singola, che andava bene solo perché permetteva di ridurre leggermente il consumo di carburante. Diamo un'occhiata più da vicino al sistema di iniezione e comprendiamo il suo principio di funzionamento.

Disposizioni generali

La maggior parte dei moderni sistemi di alimentazione del motore sono simili. La differenza può essere solo nella fase di miscelazione. Il sistema di alimentazione comprende i seguenti componenti:

1. Il serbatoio del carburante è un prodotto compatto dotato di pompa e filtro per la pulizia delle particelle meccaniche. Lo scopo principale è lo stoccaggio del carburante.
2. Le tubazioni del carburante formano un complesso di tubi flessibili e tubi per spostare il carburante dal serbatoio al sistema di miscelazione.
3. Dispositivoformazione della miscela. Nel nostro caso, parleremo dell'iniettore. Questa unità è progettata per ottenere un'emulsione (miscela aria-carburante) e alimentarla ai cilindri in tempo con il motore.
4. Centralina per il sistema di formazione della miscela. Viene installato solo sui motori ad iniezione, per la necessità di controllare sensori, iniettori e valvole.
5. Pompa del carburante. Nella maggior parte dei casi, viene utilizzata l'opzione sommergibile. È un motore elettrico a bassa potenza collegato a una pompa del liquido. La lubrificazione è realizzata dal carburante e l'uso prolungato del veicolo con meno di 5 litri di carburante può portare al guasto del motore elettrico.

In breve, un iniettore è un punto di rifornimento di carburante attraverso un ugello. Il segnale elettronico proviene dalla centralina. Nonostante il fatto che l'iniettore abbia una serie di vantaggi significativi rispetto al carburatore, non è stato utilizzato per molto tempo. Ciò era dovuto alla complessità tecnica del prodotto, nonché alla scarsa manutenibilità delle parti guaste. Attualmente, i sistemi di iniezione a punti hanno praticamente sostituito il carburatore. Diamo un'occhiata più da vicino al motivo per cui l'iniettore è così buono e quali sono le sue caratteristiche.

Caratteristiche dell'equipaggiamento per il carburante

L'auto è sempre stata oggetto dell'attenzione degli ambientalisti. I gas di scarico vengono rilasciati direttamente nell'atmosfera, che è irta di inquinamento. La diagnostica del sistema di alimentazione ha mostrato che la quantità di emissioni con formazione di miscela errata aumenta in modo significativo. Per questo semplice motivo si è decisoinstallare un catalizzatore. Tuttavia, questo dispositivo ha mostrato buoni risultati solo con un'emulsione di alta qualità e, in caso di deviazioni, la sua efficienza è diminuita in modo significativo. Si decise di sostituire il carburatore con un sistema di iniezione più accurato, che era l'iniettore. Le prime opzioni includevano un gran numero di componenti meccanici e, secondo la ricerca, un tale sistema è peggiorato progressivamente con l'uso del veicolo. Questo è stato del tutto naturale, dal momento che componenti e parti di lavoro importanti si sono sporcati e si sono guastati.

Affinché il sistema di iniezione possa correggersi da solo, è stata realizzata una centralina elettronica (ECU). Insieme alla sonda Lamba incorporata, che si trova davanti al catalizzatore, questo ha dato buone prestazioni. È sicuro dire che i prezzi del carburante oggi sono piuttosto alti e l'iniettore è buono solo perché fa risparmiare benzina o diesel. Inoltre, ci sono i seguenti vantaggi:

1. Aumento delle prestazioni del motore. In particolare, potenza aumentata del 5-10%.
2. Migliora le prestazioni dinamiche del veicolo. L'iniettore è più sensibile alle variazioni di carico e regola da solo la composizione dell'emulsione.
3. La miscela aria-carburante ottimale riduce la quantità e la tossicità dei gas di scarico.
4. Il sistema di iniezione si avvia facilmente indipendentemente dalle condizioni meteorologiche, il che rappresenta un vantaggio significativo rispetto ai motori a carburatore.

Sistema di iniezione del carburante e relativo dispositivo

Prima di tutto, vale la pena notare che i moderni motori a iniezione sono dotati di ugelli, il cui numero è uguale al numero di cilindri. Tra di loro, gli ugelli sono collegati da una rampa. Lì, il carburante è contenuto sotto una leggera pressione ed è creato da un dispositivo elettrico: una pompa di benzina. La quantità di carburante iniettato dipende direttamente dalla durata dell'apertura dell'ugello, determinata dall'unità di controllo. Per questo, gli indicatori vengono presi da vari sensori installati in tutto il veicolo. Consideriamo ora i principali:

1. Sensore del flusso d'aria. Serve a determinare la pienezza dei cilindri con l'aria. In caso di guasto, le letture vengono ignorate e i dati tabulari vengono presi come indicatori principali.
2. Il sensore di posizione dell'acceleratore riflette il carico sul motore, dovuto alla posizione dell'acceleratore, al ciclo dell'aria e alla velocità del motore.
3. Sensore di temperatura del refrigerante. Con l'aiuto di questo controller, vengono implementati il controllo dell'elettroventola e la correzione dell'alimentazione del carburante, nonché l'accensione. In caso di malfunzionamento, non è necessaria una diagnostica immediata dell'impianto di alimentazione. La temperatura viene rilevata in base alla durata del motore a combustione interna.
4. Il sensore di posizione dell'albero motore (albero motore) è necessario per sincronizzare il sistema nel suo insieme. Il controller calcola non solo il regime del motore, ma anche la sua posizione in un determinato momento. Poiché si tratta di un sensore polare, se si guasta, non è possibile utilizzare ulteriormente il veicolo.
5. Sensorel'ossigeno è necessario per determinare la percentuale di ossigeno nei gas emessi nell'atmosfera. Le informazioni da questo controller vengono trasmesse alla ECU che, a seconda delle letture, corregge l'emulsione.

Vale la pena prestare attenzione al fatto che non tutti i veicoli con iniettore sono dotati di sensore di ossigeno. Solo le auto dotate di convertitore catalitico con standard di tossicità Euro-2 ed Euro-3 le hanno.

Tipi di sistemi di iniezione: iniezione a punto singolo

Attualmente, tutti i sistemi sono utilizzati attivamente. Sono classificati in base al numero di ugelli e al luogo di alimentazione del carburante. Ci sono tre sistemi di iniezione in totale:

• punto singolo (iniezione singola);
• multipunto (distribuzione);
• immediato.

Per prima cosa, diamo un'occhiata ai sistemi di iniezione a punto singolo. Sono stati creati subito dopo quelli a carburatore ed erano considerati più avanzati, ma ora stanno gradualmente perdendo popolarità per molte ragioni. Ci sono diversi vantaggi innegabili di tali sistemi. I principali sono il notevole risparmio di carburante. Dato che i prezzi del carburante sono piuttosto alti oggi, un tale iniettore è rilevante. È interessante notare che questo sistema contiene un po' meno elettronica, quindi è più affidabile e stabile. Quando le informazioni dai sensori vengono trasmesse all'elemento di controllo, i parametri di iniezione vengono immediatamente modificati. È molto interessante che quasi tutti i motori a carburatore possano essere convertiti all'iniezione a punto singolo senza significativicambiamenti strutturali. Lo svantaggio principale di tali sistemi è la bassa risposta dell'acceleratore del motore a combustione interna, nonché la deposizione di una notevole quantità di carburante sulle pareti del collettore, sebbene questo problema fosse inerente anche ai modelli a carburatore.

Poiché in questo caso è presente un solo ugello, si trova sul collettore di aspirazione al posto del carburatore. Poiché l'ugello era in una buona posizione ed era costantemente sotto un flusso di aria fredda, la sua affidabilità era ai massimi livelli e il design era estremamente semplice. Il lavaggio del sistema di alimentazione con iniezione a punto singolo non ha richiesto molto tempo, poiché è stato sufficiente per soffiare un solo ugello, ma i maggiori requisiti ambientali hanno portato allo sviluppo di altri sistemi più moderni.

Sistemi di iniezione multipunto

L'iniezione distribuita è considerata più moderna, complessa e meno affidabile. In questo caso, ogni cilindro è dotato di un ugello coibentato, che si trova nel collettore di aspirazione in prossimità della valvola di aspirazione. Pertanto, la fornitura dell'emulsione viene effettuata separatamente. Come notato sopra, con tale iniezione, la potenza del motore a combustione interna può essere aumentata fino al 5-10%, che sarà evidente durante la guida su strada. Un altro punto interessante: questo sistema di iniezione del carburante è buono perché l'ugello si trova molto vicino alla valvola di aspirazione. Ciò riduce al minimo l'accumulo di carburante sulle pareti del collettore, con conseguente notevole risparmio di carburante.

Ci sono diversi tipiiniezione multipunto:

1. Simultanea: tutti gli ugelli si aprono contemporaneamente.
2. Coppia-parallela - apertura degli ugelli in coppia. Un iniettore si apre sulla corsa di aspirazione e l' altro prima della corsa di scarico. Attualmente, un tale sistema viene utilizzato solo al momento dell'avviamento di emergenza del motore a combustione interna in caso di mancanza di fase (sensore di posizione dell'albero motore).
3. Fase - ogni ugello è controllato separatamente e si apre prima della corsa di aspirazione.

In questo caso, il sistema è piuttosto complesso e si basa interamente sulla precisione dell'elettronica. Ad esempio, il lavaggio del sistema di alimentazione richiederà molto più tempo poiché è necessario lavare ogni iniettore. Ora andiamo avanti e diamo un'occhiata a un altro popolare tipo di iniezione.

Iniezione diretta

Le auto a iniezione con tali sistemi possono essere considerate le più rispettose dell'ambiente. L'obiettivo principale dell'introduzione di questo metodo di iniezione è migliorare la qualità della miscela di carburante e aumentare leggermente l'efficienza del motore del veicolo. I principali vantaggi di questa soluzione sono i seguenti:

• attenta atomizzazione dell'emulsione;
• formazione di una miscela di alta qualità;
• uso efficace dell'emulsione nelle varie fasi del funzionamento dell'ICE.

Sulla base di questi vantaggi, possiamo dire che tali sistemi fanno risparmiare carburante. Ciò è particolarmente evidente quando si guida silenziosamente nelle aree urbane. Se confrontiamo due auto con la stessa cilindrata ma diversi sistemi di iniezione, ad esempio diretto e multipunto, allora notevolmentela migliore prestazione dinamica sarà nel sistema diretto. I gas di scarico sono meno tossici e la capacità dei litri prelevati sarà leggermente superiore a causa del raffreddamento ad aria e del fatto che la pressione nel sistema di alimentazione è leggermente aumentata.

Ma dovresti prestare attenzione alla sensibilità dei sistemi di iniezione diretta alla qualità del carburante. Se prendiamo in considerazione gli standard di Russia e Ucraina, il contenuto di zolfo non dovrebbe superare i 500 mg per 1 litro di carburante. Allo stesso tempo, gli standard europei implicano che il contenuto di questo elemento sia 150, 50 e persino 10 mg per litro di benzina o diesel.

Se consideriamo brevemente questo sistema, si presenta così: gli ugelli si trovano nella testata. Sulla base di ciò, l'iniezione viene eseguita direttamente nei cilindri. Vale la pena notare che questo sistema di iniezione è adatto a molti motori a benzina. Come notato sopra, l' alta pressione viene utilizzata nel sistema di alimentazione, sotto la quale l'emulsione viene fornita direttamente alla camera di combustione, bypassando il collettore di aspirazione.

Sistema di iniezione del carburante: funzionamento snello

Un po' più in alto abbiamo esaminato l'iniezione diretta, che è stata utilizzata per la prima volta sulle auto Mitsubishi, che avevano l'abbreviazione GDI. Diamo una rapida occhiata a una delle modalità principali: l'esecuzione su una miscela magra. La sua essenza sta nel fatto che il veicolo in questo caso funziona con carichi leggeri e velocità moderate fino a 120 chilometri orari. L'iniezione del carburante viene effettuata da una torciafase finale della compressione. Riflesso dal pistone, il carburante si mescola con l'aria ed entra nell'area della candela. Si scopre che la miscela nella camera è notevolmente esaurita, tuttavia la sua carica nell'area della candela può essere considerata ottimale. Questo è sufficiente per accenderlo, dopodiché si accende anche il resto dell'emulsione. Infatti, un tale sistema di iniezione del carburante garantisce il normale funzionamento del motore a combustione interna anche con un rapporto aria/carburante di 40: 1.

Questo è un approccio molto efficiente che consente di risparmiare molto carburante. Ma vale la pena prestare attenzione al fatto che il problema della neutralizzazione dei gas di scarico è diventato acuto. Il fatto è che il catalizzatore è inefficiente, poiché si forma ossido di azoto. In questo caso viene utilizzato il ricircolo dei gas di scarico. Uno speciale sistema ERG permette di diluire l'emulsione con i gas di scarico. Questo abbassa leggermente la temperatura di combustione e neutralizza la formazione di ossidi. Tuttavia, questo approccio non ti consentirà di aumentare il carico sul motore. Per risolvere parzialmente il problema, viene utilizzato un catalizzatore di stoccaggio. Quest'ultimo è estremamente sensibile ai combustibili ad alto contenuto di zolfo. Per questo motivo è necessaria un'ispezione periodica dell'impianto di alimentazione.

Miscelazione omogenea e funzionamento a 2 stadi

Modalità di alimentazione (miscelazione omogenea) - ideale per la guida aggressiva nelle aree urbane, i sorpassi e la guida su autostrade e autostrade. In questo caso viene utilizzata una torcia conica, meno economica rispetto alla versione precedente. Iniezioneviene eseguito sulla corsa di aspirazione e l'emulsione risultante ha solitamente un rapporto di 14,7:1, cioè vicino allo stechiometrico. In effetti, questo sistema automatico di alimentazione del carburante è esattamente lo stesso di quello di distribuzione.

La modalità a due stadi implica l'iniezione di carburante durante la corsa di compressione e l'avvio. Il compito principale è un forte aumento del motore. Un esempio lampante dell'efficace funzionamento di un tale sistema è il movimento a basse velocità e una forte pressione sull'acceleratore. In questo caso, la probabilità di detonazione aumenta in modo significativo. Per questo semplice motivo, invece di uno stadio, l'iniezione avviene in due.

Nella prima fase, viene iniettata una piccola quantità di carburante sulla corsa di aspirazione. Ciò consente di abbassare leggermente la temperatura dell'aria nel cilindro. Possiamo dire che il cilindro conterrà una miscela extra magra in un rapporto di 60:1, quindi la detonazione è impossibile in quanto tale. Nella fase finale della corsa di compressione viene iniettato un getto di carburante che porta l'emulsione ad una ricca in un rapporto di circa 12:1. Oggi possiamo dire che un tale sistema di alimentazione del motore è stato introdotto solo per i veicoli del mercato europeo. Ciò è dovuto al fatto che le alte velocità non sono inerenti al Giappone, quindi non ci sono carichi elevati sul motore. In Europa, ci sono un gran numero di autostrade e autostrade, quindi i conducenti sono abituati a guidare veloce, e questo è un grande carico per il motore a combustione interna.

Qualcos' altro di interessante

Vale la pena prestare attenzione al fatto che, a differenza dei sistemi a carburatore, l'iniezione richiede un controllo regolare del sistema di alimentazione. Ciò è dovuto al fatto che un gran numero di componenti elettronici complessi può guastarsi. Di conseguenza, ciò porterà a conseguenze indesiderabili. Ad esempio, l'eccesso di aria nel sistema di alimentazione comporterà una violazione della composizione dell'emulsione e un rapporto di miscela errato. In futuro, ciò influisce sul motore, appare un funzionamento instabile, i controller si guastano, ecc. In effetti, l'iniettore è un sistema complesso che determina quando è necessario applicare una scintilla ai cilindri, come fornire una miscela di alta qualità al blocco cilindri o collettore di aspirazione, quando aprire gli iniettori e quale rapporto tra aria e benzina dovrebbe essere nell'emulsione. Tutti questi fattori influenzano il funzionamento sincronizzato del sistema di alimentazione. La cosa interessante è che senza la maggior parte dei controller, la macchina può funzionare correttamente senza deviazioni significative, poiché ci sono registrazioni e tabelle di emergenza che verranno utilizzate.

L'efficienza del motore a combustione interna nel nostro caso è determinata dalla correttezza dei dati ricevuti dai controller. Più sono precisi, meno possibili sono i vari malfunzionamenti del sistema di alimentazione. Anche la velocità del sistema nel suo insieme gioca un ruolo importante. A differenza dei carburatori, qui non è richiesta la regolazione manuale e questo elimina gli errori durante il lavoro di calibrazione. Di conseguenza, otterremo una combustione più completa della miscela e un sistema migliore in termini di ecologia.

Conclusione

In conclusione, vale la pena parlare un po' delle carenze inerenti ai sistemi di iniezione. Lo svantaggio principale è l' alto costo dei motori a combustione interna. Diin generale, il costo di tali unità sarà superiore di circa il 15%, il che è significativo. Ma ci sono anche altri aspetti negativi. Ad esempio, una valvola del sistema di alimentazione guasta nella maggior parte dei casi non può essere riparata a causa di una perdita, quindi è sufficiente sostituirla. Ciò vale anche per la manutenibilità delle apparecchiature in generale. Alcuni componenti e parti sono molto più facili da acquistare nuovi che spendere soldi per la loro riparazione. Questa qualità non è inerente ai veicoli a carburatore, dove puoi sistemare tutti i componenti importanti e ripristinarne le prestazioni senza spendere molto tempo e fatica. Senza alcun dubbio, il sistema elettronico di alimentazione del carburante viene riparato con grandi sforzi e mezzi. È improbabile che l'elettronica sofisticata venga riparata alla prima stazione di servizio disponibile.

Bene, abbiamo parlato con te di cosa sono i sistemi di iniezione. Come puoi vedere, questo è un argomento di conversazione molto interessante. Puoi parlare molto di più di quali buoni ugelli e della possibilità di regolare istantaneamente il motore. Ma abbiamo già parlato dei punti principali. Ricorda che il sistema di alimentazione di un motore a benzina deve essere ispezionato regolarmente per possibili difetti. Ad esempio, a causa della bassa qualità del carburante, che è in re altà inerente al nostro paese, gli ugelli spesso si intasano. Per questo motivo, il motore inizia a funzionare in modo intermittente, la potenza diminuisce, la miscela diventa troppo magra o viceversa. Tutto ciò ha un effetto molto negativo sull'auto nel suo insieme, quindi è necessario un monitoraggio costante e regolare. Inoltre, prova a fare il pieno solo con la benzina consigliata dal produttore del tuo veicolo.