מערכת אספקת דלק. מערכות הזרקה, תיאור ועיקרון הפעולה

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

מערכת אספקת הדלק נחוצה לאספקת הדלק ממיכל הגז, סינון נוסף שלו וכן היווצרות תערובת חמצן-דלק עם העברתה לצילינדרי המנוע. נכון לעכשיו, ישנם מספר סוגים של מערכות דלק. הנפוץ ביותר במאה ה-20 היה הקרבורטור, אך כיום מערכת ההזרקה הופכת פופולרית יותר ויותר. הייתה גם אחת שלישית - הזרקה בודדת, שהיתה טובה רק בגלל שהיא אפשרה להפחית מעט את צריכת הדלק. בואו נסתכל מקרוב על מערכת ההזרקה ונבין את עקרון הפעולה שלה.

הוראות כלליות

רוב מערכות הדלק המודרניות של המנוע דומות. ההבדל יכול להיות רק בשלב הערבוב. מערכת הדלק כוללת את הרכיבים הבאים:

1. מיכל הדלק הוא מוצר קומפקטי בעל משאבה ומסנן לניקוי חלקיקים מכניים. המטרה העיקרית היא אחסון דלק.
2. קווי דלק יוצרים קומפלקס של צינורות וצינורות להעברת דלק מהמיכל למערכת הערבוב.
3. מכשירהיווצרות תערובת. במקרה שלנו, נדבר על המזרק. יחידה זו נועדה להשיג אמולסיה (תערובת אוויר-דלק) ולספק אותה לצילינדרים בזמן עם המנוע.
4. יחידת בקרה למערכת יצירת התערובת. הוא מותקן רק במנועי הזרקה, מה שנובע מהצורך לשלוט בחיישנים, מזרקים ושסתומים.
5. משאבת דלק. ברוב המקרים, נעשה שימוש באפשרות הצוללת. זהו מנוע חשמלי בעל הספק נמוך המחובר למשאבת נוזלים. שימון מתבצע על ידי דלק, ושימוש ממושך ברכב עם פחות מ-5 ליטר דלק עלול להוביל לכשל במנוע החשמלי.

בקיצור, מזרק הוא אספקה נקודתית של דלק דרך זרבובית. האות האלקטרוני מגיע מיחידת הבקרה. למרות העובדה שלמזרק יש מספר יתרונות משמעותיים על פני הקרבורטור, הוא לא היה בשימוש במשך זמן רב. זה נבע מהמורכבות הטכנית של המוצר, כמו גם יכולת התחזוקה הנמוכה של חלקים שנכשלו. נכון לעכשיו, מערכות הזרקה נקודתיות החליפו למעשה את הקרבורטור. בואו נסתכל מקרוב מדוע המזרק כל כך טוב ומהן התכונות שלו.

תכונות של ציוד דלק

המכונית תמיד הייתה מושא תשומת הלב של שוחרי איכות הסביבה. גזי פליטה משתחררים ישירות לאטמוספירה, הרצופת זיהום. אבחון של מערכת הדלק הראה כי כמות הפליטות עם היווצרות תערובת שגויה עולה באופן משמעותי. מסיבה פשוטה זו, הוחלטלהתקין ממיר קטליטי. עם זאת, מכשיר זה הראה תוצאות טובות רק עם אמולסיה איכותית, ובמקרה של חריגות, יעילותו ירדה משמעותית. הוחלט להחליף את הקרבורטור במערכת הזרקה מדויקת יותר, שהייתה המזרק. האפשרויות הראשונות כללו מספר רב של רכיבים מכניים, ולפי מחקר, מערכת כזו הלכה והחמירה ככל ששימש הרכב. זה היה די טבעי, מכיוון שרכיבים חשובים וחלקים עובדים התלכלכו ונכשלו.

כדי שמערכת ההזרקה תוכל לתקן את עצמה, נוצרה יחידת בקרה אלקטרונית (ECU). יחד עם בדיקה מובנית של הלמבה, שנמצאת מול הממיר הקטליטי, זה נתן ביצועים טובים. אפשר לומר בבטחה שמחירי הדלק היום די גבוהים, והמזרק טוב רק בגלל שהוא חוסך בנזין או סולר. בנוסף, ישנם היתרונות הבאים:

1. ביצועים מוטוריים מוגברים. במיוחד, הגדילה את ההספק ב-5-10%.
2. שפר את הביצועים הדינמיים של הרכב. המזרק רגיש יותר לשינויי עומס ומתאים את הרכב האמולסיה בעצמו.
3. תערובת דלק-אוויר אופטימלית מפחיתה את הכמות והרעילות של גזי הפליטה.
4. מערכת ההזרקה מתחילה בקלות ללא קשר לתנאי מזג האוויר, וזה יתרון משמעותי על פני מנועי קרבורט.

מערכת הזרקת דלק והמכשיר שלה

קודם כל, ראוי לציין את העובדה שמנועי הזרקה מודרניים מצוידים בחרירים, שמספרם שווה למספר הצילינדרים. בינם לבין עצמם, החרירים מחוברים על ידי רמפה. שם, הדלק מוחזק בלחץ קל, והוא נוצר על ידי מכשיר חשמלי - משאבת בנזין. כמות הדלק המוזרק תלויה ישירות במשך פתיחת הזרבובית, אשר נקבעת על ידי יחידת הבקרה. לשם כך נלקחים מחוונים מחיישנים שונים המותקנים בכל הרכב. כעת נשקול את העיקריים שבהם:

1. חיישן זרימת אוויר. משמש לקביעת מלאות הצילינדרים באוויר. במקרה של תקלה, מתעלמים מהקריאות, ונתונים טבלאיים נלקחים כאינדיקטורים העיקריים.
2. חיישן מצב המצערת משקף את העומס על המנוע, הנובע ממצב המצערת, מחזור האוויר ומהירות המנוע.
3. חיישן טמפרטורת קירור. בעזרת בקר זה מיושמת בקרת המאוורר החשמלי ותיקון אספקת הדלק, כמו גם הצתה. במקרה של תקלה, אין צורך באבחון מיידי של מערכת הדלק. הטמפרטורה נלקחת בהתאם למשך מנוע הבעירה הפנימית.
4. חיישן מיקום גל ארכובה (גל ארכובה) נחוץ כדי לסנכרן את המערכת כולה. הבקר מחשב לא רק את מהירות המנוע, אלא גם את מיקומו בנקודת זמן מסוימת. מאחר ומדובר בחיישן קוטבי, אם הוא נכשל, הפעלה נוספת של הרכב אינה אפשרית.
5. חיישןיש צורך בחמצן כדי לקבוע את אחוז החמצן בגזים הנפלטים לאטמוספירה. מידע מהבקר הזה מועבר ל-ECU, אשר, בהתאם לקריאות, מתקן את האמולסיה.

כדאי לשים לב לכך שלא כל הרכבים עם מזרק מצוידים בחיישן חמצן. רק למכוניות המצוידות בממיר קטליטי עם תקני רעילות יורו-2 ו- יורו-3 יש אותם.

סוגי מערכות הזרקה: הזרקה חד-נקודתית

כרגע, כל המערכות נמצאות בשימוש פעיל. הם מסווגים בהתאם למספר החרירים ומקום אספקת הדלק. ישנן שלוש מערכות הזרקה בסך הכל:

• נקודה אחת (הזרקה בודדת);
• multipoint (הפצה);
• מיידי.

ראשית, בואו נסתכל על מערכות הזרקה בנקודה אחת. הם נוצרו מיד לאחר הקרבורטורים ונחשבו למתקדמים יותר, אך כעת מאבדים בהדרגה את הפופולריות שלהם מסיבות רבות. ישנם מספר יתרונות שאין להכחישה למערכות כאלה. העיקריים שבהם הם חיסכון משמעותי בדלק. בהתחשב שמחירי הדלק גבוהים למדי כיום, מזרק כזה רלוונטי. מעניין שמערכת זו מכילה מעט פחות מוצרי אלקטרוניקה, ולכן היא אמינה ויציבה יותר. כאשר מידע מהחיישנים מועבר לאלמנט הבקרה, פרמטרי ההזרקה משתנים מיד. זה מאוד מעניין שכמעט כל מנוע קרבורט ניתן להמיר להזרקה חד-נקודתית ללא משמעותישינויים מבניים. החיסרון העיקרי של מערכות כאלה הוא תגובת המצערת הנמוכה של מנוע הבעירה הפנימית, כמו גם שקיעה של כמות משמעותית של דלק על דפנות הקולט, אם כי בעיה זו הייתה טבועה גם בדגמי קרבורטורים.

מכיוון שיש רק זרבובית אחת במקרה זה, היא ממוקמת על סעפת היניקה במקום הקרבורטור. מכיוון שהזרבובית הייתה במקום טוב והייתה כל הזמן תחת זרם אוויר קר, האמינות שלה הייתה ברמה הגבוהה ביותר, והעיצוב היה פשוט ביותר. שטיפת מערכת הדלק בהזרקה חד-נקודתית לא ארכה זמן רב, מכיוון שהספיק לפוצץ פיית אחת בלבד, אך דרישות סביבתיות מוגברות הובילו לפיתוח מערכות אחרות ומודרניות יותר.

מערכות הזרקה מרובה נקודות

הזרקה מבוזרת נחשבת מודרנית יותר, מורכבת ופחות אמינה. במקרה זה, כל צילינדר מצויד בזרבובית מבודדת, הממוקמת בסעפת היניקה בסמיכות לשסתום היניקה. לכן, אספקת האמולסיה מתבצעת בנפרד. כפי שצוין לעיל, עם הזרקה כזו, ניתן להגביר את הספק של מנוע הבעירה הפנימית עד ל-5-10%, אשר יורגש בנסיעה על הכביש. עוד נקודה מעניינת: מערכת הזרקת הדלק הזו טובה מכיוון שהזרבובית ממוקמת קרוב מאוד לשסתום היניקה. זה ממזער הצטברות דלק על קירות סעפת, וכתוצאה מכך חיסכון משמעותי בדלק.

יש כמה סוגיםהזרקה מרובה נקודות:

1. Simultaneous - כל החרירים נפתחים בו-זמנית.
2. זוג-מקביל - פתיחת חרירים בזוגות. מזרק אחד נפתח על מהלך היניקה והשני לפני מהלך הפליטה. נכון לעכשיו, מערכת כזו משמשת רק בזמן התנעת חירום של מנוע הבעירה הפנימית במקרה של כשל פאזה (חיישן מיקום גל ארכובה).
3. Phased - כל זרבובית נשלטת בנפרד, ונפתחת לפני מהלך היניקה.

במקרה זה, המערכת מורכבת למדי ונשענת כולה על הדיוק של האלקטרוניקה. לדוגמה, שטיפה של מערכת הדלק תימשך הרבה יותר זמן מכיוון שיש צורך לשטוף כל מזרק. עכשיו בואו נמשיך ונראה סוג אחר של הזרקה פופולרי.

הזרקה ישירה

מכוניות הזרקה עם מערכות כאלה יכולות להיחשב הידידותיות ביותר לסביבה. המטרה העיקרית של הכנסת שיטת הזרקה זו היא לשפר את איכות תערובת הדלק ולהגביר מעט את יעילות מנוע הרכב. היתרונות העיקריים של פתרון זה הם כדלקמן:

• אטומיזציה זהירה של האמולסיה;
• יצירת תערובת באיכות גבוהה;
• שימוש יעיל באמולסיה בשלבים שונים של פעולת ICE.

בהתבסס על יתרונות אלו, אנו יכולים לומר שמערכות כאלה חוסכות בדלק. זה בולט במיוחד בנסיעה שקטה באזורים עירוניים. אם נשווה שתי מכוניות בעלות גודל מנוע זהה אך מערכות הזרקה שונות, למשל, ישירה ורב-נקודתית, אז ניכרהביצועים הדינמיים הטובים ביותר יהיו במערכת הישירה. גזי הפליטה רעילים פחות, וקיבולת הליטר הנלקחת תהיה מעט גבוהה יותר בגלל קירור האוויר והעובדה שהלחץ במערכת הדלק גדל מעט.

אבל כדאי לשים לב לרגישות של מערכות הזרקה ישירה לאיכות הדלק. אם ניקח בחשבון את הסטנדרטים של רוסיה ואוקראינה, תכולת הגופרית לא תעלה על 500 מ"ג לליטר דלק. יחד עם זאת, התקנים האירופיים מרמזים שתכולת האלמנט הזה היא 150, 50 ואפילו 10 מ"ג לליטר בנזין או סולר.

אם נשקול בקצרה את המערכת הזו, היא נראית כך: החרירים ממוקמים בראש הצילינדר. על בסיס זה, ההזרקה מתבצעת ישירות לתוך הצילינדרים. ראוי לציין כי מערכת הזרקה זו מתאימה למנועי בנזין רבים. כפי שצוין לעיל, נעשה שימוש בלחץ גבוה במערכת הדלק, שמתחתיו האמולסיה מסופקת ישירות לתא הבעירה, תוך עקיפת סעפת היניקה.

מערכת הזרקת דלק: ריצה רזה

קצת יותר גבוה בדקנו הזרקה ישירה, ששימשה לראשונה במכוניות מיצובישי, שהיו להן הקיצור GDI. בואו נסתכל במהירות על אחד המצבים העיקריים - ריצה על תערובת רזה. המהות שלו טמונה בעובדה שהרכב במקרה זה פועל בעומסים קלים ובמהירות מתונה של עד 120 קילומטרים לשעה. הזרקת הדלק מתבצעת באמצעות לפיד פנימההשלב האחרון של הדחיסה. מוחזר מהבוכנה, הדלק מתערבב עם אוויר ונכנס לאזור המצת. מסתבר שהתערובת בתא מדולדלת באופן משמעותי, אולם מטען שלה באזור המצת יכול להיחשב אופטימלי. זה מספיק כדי להצית אותו, ולאחר מכן גם שאר האמולסיה מתלקחת. למעשה, מערכת הזרקת דלק כזו מבטיחה את פעולתו הרגילה של מנוע הבעירה הפנימית גם ביחס אוויר/דלק של 40:1.

זו גישה יעילה מאוד שחוסכת הרבה דלק. אבל כדאי לשים לב לעובדה שנושא נטרול גזי הפליטה נעשה חריף. העובדה היא שהזרז אינו יעיל, מכיוון שנוצרת תחמוצת חנקן. במקרה זה, נעשה שימוש במחזור גזי פליטה. מערכת ERG מיוחדת מאפשרת לדלל את האמולסיה בגזי פליטה. זה מוריד במידת מה את טמפרטורת הבעירה ומנטרל את היווצרות תחמוצות. עם זאת, גישה זו לא תאפשר לך להגדיל את העומס על המנוע. כדי לפתור את הבעיה באופן חלקי, נעשה שימוש בזרז אחסון. האחרון רגיש ביותר לדלקים בעלי תכולת גופרית גבוהה. מסיבה זו, נדרשת בדיקה תקופתית של מערכת הדלק.

ערבוב הומגני ותפעול דו-שלבי

מצב כוח (ערבוב הומגני) - אידיאלי לנהיגה אגרסיבית באזורים עירוניים, לעקיפה, כמו גם לנהיגה בכבישים מהירים ובכבישים מהירים. במקרה זה, נעשה שימוש בלפיד חרוטי, שהוא פחות חסכוני מהגרסה הקודמת. זריקהמתבצעת על שבץ הצריכה, ולתחליב המתקבל יש בדרך כלל יחס של 14.7:1, כלומר קרוב לסטוכיומטרי. למעשה, מערכת אספקת הדלק האוטומטית הזו זהה לחלוטין למערכת ההפצה.

מצב דו-שלבי מרמז על הזרקת דלק על מהלך הדחיסה, כמו גם התנעה. המשימה העיקרית היא עלייה חדה במנוע. דוגמה בולטת לפעולה יעילה של מערכת כזו היא תנועה במהירויות נמוכות ולחיצה חדה על דוושת הגז. במקרה זה, ההסתברות לפיצוץ עולה באופן משמעותי. מסיבה פשוטה זו, במקום שלב אחד, ההזרקה מתבצעת בשניים.

בשלב הראשון, מוזרקת כמות קטנה של דלק במהלך היניקה. זה מאפשר לך להוריד מעט את טמפרטורת האוויר בצילינדר. אנו יכולים לומר שהגליל יכיל תערובת רזה במיוחד ביחס של 60: 1, ולכן, פיצוץ בלתי אפשרי ככזה. בשלב הסופי של מהלך הדחיסה מוזרק סילון דלק המביא את האמולסיה לעשיר ביחס של 12:1 לערך. היום אנו יכולים לומר שמערכת דלק כזו של מנוע הוצגה רק עבור כלי רכב של השוק האירופי. זאת בשל העובדה כי מהירויות גבוהות אינן טבועות ביפן, ולכן אין עומסים גבוהים על המנוע. באירופה יש מספר רב של כבישים מהירים ואוטובאנים, כך שהנהגים רגילים לנהוג מהר, וזה עומס גדול על מנוע הבעירה הפנימית.

עוד משהו מעניין

כדאי לשים לב לכך שבניגוד למערכות קרבורטורים, הזרקה מחייבת בדיקה שוטפת של מערכת הדלק.זאת בשל העובדה שמספר רב של מוצרי אלקטרוניקה מורכבים עלולים להיכשל. כתוצאה מכך, זה יוביל לתוצאות לא רצויות. לדוגמה, עודף אוויר במערכת הדלק יוביל להפרה של הרכב האמולסיה וליחס תערובת שגוי. בעתיד, זה משפיע על המנוע, מופיעה פעולה לא יציבה, בקרים נכשלים וכו'. למעשה, המזרק הוא מערכת מורכבת הקובעת מתי צריך להפעיל ניצוץ על הצילינדרים, איך להעביר תערובת איכותית ל- בלוק צילינדר או סעפת יניקה, מתי לפתוח את המזרקים ואיזה יחס של אוויר ובנזין צריך להיות באמולסיה. כל הגורמים הללו משפיעים על הפעולה המסונכרנת של מערכת הדלק. המעניין הוא שללא רוב הבקרים, המכונה יכולה לעבוד כמו שצריך ללא סטיות משמעותיות, שכן ישנן רישומי חירום וטבלאות שישמשו.

היעילות של מנוע הבעירה הפנימית במקרה שלנו נקבעת לפי מידת הנכונות של הנתונים שיתקבלו מהבקרים. ככל שהם מדויקים יותר, כך פחות תקלות שונות של מערכת הדלק. גם מהירות המערכת כולה משחקת תפקיד חשוב. בניגוד לקרבורטורים, התאמה ידנית אינה נדרשת כאן, וזה מבטל שגיאות במהלך עבודת הכיול. כתוצאה מכך, נקבל בעירה מלאה יותר של התערובת ומערכת טובה יותר מבחינה אקולוגית.

מסקנה

לסיכום, כדאי לספר מעט על החסרונות הטמונים במערכות הזרקה. החיסרון העיקרי הוא העלות הגבוהה של מנועי בעירה פנימית. על ידיבגדול, העלות של יחידות כאלה תהיה גבוהה יותר בכ-15%, וזה משמעותי. אבל יש גם חסרונות אחרים. לדוגמה, שסתום מערכת דלק כושל ברוב המקרים לא ניתן לתיקון, בגלל נזילה, אז אתה רק צריך לשנות אותו. זה חל גם על תחזוקה של ציוד באופן כללי. חלק מהרכיבים והחלקים הרבה יותר קל לקנות חדשים מאשר להוציא כסף על התיקון שלהם. איכות זו אינה טבועה ברכבי קרבורטור, בהם ניתן למיין את כל הרכיבים החשובים ולשחזר את ביצועיהם מבלי לבזבז זמן ומאמץ רב. ללא כל ספק, מערכת אספקת הדלק האלקטרונית עוברת תיקון במאמץ ובאמצעים רבים. לא סביר שתתקן אלקטרוניקה מתוחכמת בתחנת השירות הפנויה הראשונה.

ובכן, דיברנו איתך על מה זה מערכות הזרקה. כפי שאתה יכול לראות, זה נושא מאוד מעניין לשיחה. אתה יכול לדבר הרבה יותר על החרירים הטובים והיכולת להתאים את המנוע באופן מיידי. אבל כבר דיברנו על הנקודות העיקריות. זכור כי מערכת הדלק של מנוע בנזין צריכה להיבדק באופן קבוע לאיתור פגמים אפשריים. למשל, בגלל איכות הדלק הנמוכה, הטבועה למעשה בארצנו, חרירים נסתמים לרוב. בגלל זה, המנוע מתחיל לעבוד לסירוגין, הכוח יורד, התערובת נהיית רזה מדי, או להיפך. לכל זה יש השפעה רעה מאוד על המכונית בכללותה, ולכן יש צורך במעקב קבוע וקבוע. בנוסף, נסה למלא רק את הבנזין המומלץ על ידי יצרן הרכב שלך.