Автомобильный двигатель: Принцип работы и устройство двигателя

Автомобильные двигатели. Описание и технические термины.

Коротко о конструкции карбюраторного и инжекторного автомобильного двигателя.Названия и сокращения технических терминов и пояснения к ним
Не пугайтесь, вы не на лекции по теории конструирования всех двигателей на свете!

Первая часть статьи — упрощенное ознакомления с базовыми принципами работы некоторых, а не всех, двигателей.
Вторая часть статьи — описание популярных технических терминов и сокращений.

Особенности статьи:
1. Во-первых, рассмотрим только бензиновые двигатели, и только потому, что их больше всего.
2. Во-вторых, ознакомление короткое и адаптировано под автовладельца, а не высококвалифицированного автолюбителя.

     Итак, начинаем . Без начальной упрощенной теории не обойдемся.
Все цилиндровые тепловые двигатели можно условно разделить на две группы: двигатели внешнего сгорания и двигатели внутреннего сгорания. К двигателям внешнего сгорания относятся, в первую очередь, паровая машина и двигатель Стирлинга, а к двигателям внутреннего сгорания — традиционный бензиновый двигатель, а также двигатель Дизеля. Главное принципиальное отличие бензиновых и дизельных двигателей — это то, что в бензиновом двигателе подготовлена бензиново-воздушная смесь сжимается, а затем поджигается и сгорает, а в дизельном сжимается только воздух, в максимально сжатый воздух впрыскивается порция дизельного топлива (его названия — керосин, солярка ) и полученная воздушно-топливная смесь сама загорается при большом давлении (компрессионное зажигание), но в дизельном моторе есть и дополнительные средства для поджигания смеси (Жаров зажигания).

Чтобы статья не была слишком большой, дизельные двигатели пропускаем. Автовладельцы — дизелисты, для вас будет написана отдельная статья.

Химический процесс идет в двигателе вашей машины? Идеальный процесс вот такой:

Бензин и воздуха при идеальном сгорании дают двуокись углерода, он для нас не полезен и безвреден, потому что мы этот двуокись углерода выдыхаем, а также дают воду. Азот в реакции не вступает, он только входит и выходит, как в известном мультфильме.
Обратите внимание, при сгорании бензина образуется также вода, даже если воду не доливали в бензин на АЗС. Видели пар из выхлопной трубы зимой? Это подтверждает, что при сгорании бензина образуется также вода.
Чем лучше зформуемо топливную смесь, тем меньше вредных выбросов в воздух дает наша машина.

Подача и формирования топлива — главный признак, по которому бензиновые двигатели внутреннего сгорания делятся на инжекторные и карбюраторные.

Привычный двигатель, не «Мазератти» и не «Феррари», может нормально работать при скоростях от 800 оборотов в минуту до 7000 оборотов в минуту, его динамический диапазон, то есть соотношение максимальной скорости до последней, примерно равна 9 . Наиболее эффективно двигатель работает в достаточно узком диапазоне оборотов, примерно от 2000 до 3500 оборотов. При меньших скоростях очень уменьшается мощность двигателя и крутящий момент, при больших скоростях падает энергоэффективность мотора. Вот почему водителям новичкам несколько раз объясняют простые правила:
вверх едешь — надо, чтобы на тахометре было не менее , чем 2500-3000 ,
по ровному едешь — надо, чтобы на тахометре было не более чем 3000-3500 ,
вниз едешь — не нажимайте на педаль «газа», и следишь, чтобы на тахометре обороты было поменьше. Для выполнения этих правил новичков учат вовремя переходить на высшую или низшую передачу.

Содержание статьи

Терминология. Детонация, детонационное сгорание

При слишком большом сжатии бензиново-воздушной смеси возникает сгорания, при котором фронт огня распространяется в цилиндре в десятки раз быстрее, чем при обычном сгорании, эта скорость больше скорости звука,
Обычное сгорания. Фронт огня несет температуру возгорания в той части воздушно-топливной смеси, которая еще не сгорела.
Детонационное сгорание. Когда давление смеси слишком большой, между фронтом огня и несгоревших частью топливной смеси образуется чрезвычайно узкий промежуток воздушно-топливной смеси, который сжатый гораздо сильнее и имеет температуру, выше температуры возгорания, этот промежуток называется ударной волной. Уже НЕ огнем передается температура возгорания в той части смеси в цилиндре, которая еще не сгорела, а сама ударная волна передает эту температуру, в результате огонь распространяется в цилиндре двигателя с зазвуковою скоростью. Ударная волна при детонационно сгорании многократно отражается от стенок цилиндра, и этот быстрый процесс приводит к тому, что мы слышим в двигателе звуки, похожие на звонкие металлические удары.
Если захотелось слишком быстро разогнаться и водитель слишком сильно нажал на педаль «газа», он начинает слышать «дзинь-дзинь-дзинь» в двигателе, значит, детонация уже идет.

Для тех, кто о детонации «уже что-то слышал» от знакомых алкоголиков в гараже:
1. Поршень НЕ стучится о стенки цилиндра при детонации. Он и так движется в тесном контакте с стенками цилиндра.
2. НЕ пальцы вам стучат при детонации. Этот колокол создает чрезвычайно быстрый фронт огня в цилиндре при детонации. Хорошо разбиты пальцы также умеют стучать, но без «звона».
3. Октановое число топлива действительно повышается при добавлении в топливо различных примесей, и детонация уменьшается, но двигатель от тех примесей очень быстро портится.

Терминология. Октановое число

Бензин на заправках характеризуется октановым числом. Чем больше октановое число, тем больше можно сжимать такую топливную смесь без возникновения детонации.
Определение октанового числа проводится экспериментально. Есть специальные тестовые двигатели с изменяемой степенью сжатия в камере сгорания, и на этом двигателе определяют, при котором сжатии уже начинается детонация. Конечно, при таком тестировании нужны еще некоторые параметры, мы это уточнение пропускаем. Затем при определенном максимальном сжатии вместо бензина подают топливную смесь изооктана (который вообще не детонирует) и гептана (который детонирует всегда). Пропорция изооктана и гептана, что дает такие же детонационные характеристики, как у бензина, называется октановым числом этого бензина.
Никто не возит с собой баллоны с изооктаном и гептаном, чтобы проверить бензин на заправке. Тестовая установка (тестовый двигатель) время от времени калибруется с помощью смеси изооктана и гептана.

Терминология. Этилированный бензин

Ранее октановое число бензина повышали добавлением в бензин раствора тетраэтилсвинца, отсюда пошло название «этилирования бензина». Сейчас намного лучше добавки, никто тетраэтилсвинец не прибавляет, но название осталось.
Внимание! Добавление этанола в бензин (био-бензин) не является этилирования, и никак не связано с повышением октанового числа. Бензин, к которому добавлен этанол (как правило, этанол с примесями метанола), дает медленный фронт огня (это лучше для двигателя), меньшую температуру горения (это лучше для двигателя), уменьшение мощности двигателя на 3-5% (это хуже для кошелька , но бензин с этанолом обычно дешевле), значительно лучше и чище сгорания (это лучше для экологии), в целом добавления этанола является полезным действием, и оно не выгодно на максимально скоростных режимах двигателя, который традиционно не адаптирован под такую смесь.

Продолжаем. Очень коротко — о карбюраторные двигатели

Если собрать вместе все книги, написанные о карбюратор, они будут весить больше, чем ваш автомобиль. Итак, в цилиндры двигателя подается бензиново-воздушная смесь, в ней капли бензина по возможности маленькие, а соотношение количества бензина и воздуха по возможности такое, чтобы в цилиндрах не возникало детонационного сгорания бензина.
Формируется топливная смесь достаточно просто: в карбюраторе некоторая часть воздушного потока воздуха проходит через тоненькую трубочку эмульсионного канала, в канале на определенной высоте находится жидкость с приятным названием «бензин». Воздуха, движущегося в карбюраторе, согласно закону Бернулли, имеет тем меньше давление, чем быстрее движется. Благодаря уменьшенному давления бензин в эмульсионном канале поднимается вверх, а трубка эмульсионного канала имеет много дырочек, и чем выше поднимается уровень бензина, тем через большее количество дырочек он вытекает в эмульсионном накале и смешивается с воздухом, образуя бензиново-воздушной топливную смесь.

Не сомневайтесь, я несколько упростил. На некоторых режимах эта конструкция не очень справляется со своей задачей.
1. В начале значительной нагрузки на двигатель требуется дополнительное впрыска бензина в смесь, в карбюраторе для этого есть насос-ускоритель. Он дополнительно «пшикает» бензином во впускной коллектор при резком нажатии на педаль газа.
2. На холостом ходу лучше формировать топливную смесь отдельным каналом. Он так и называется: «канал холостого хода». В рабочей камере карбюратора немного трудно формировать небольшое количество смеси для холостого хода.
3. При работе холодного двигателя требуется больше разрежение воздуха в эмульсионной камере. Дополнительная воздушная заслонка ( «подсос») выполняет эту функцию.
4. На больших скоростях надо дополнительно формировать топливную смесь во второй камере карбюратора. Если по-простому сделать первую рабочую камеру карбюратора чуть больше, она будет плохо работать на средних и малых оборотах двигателя.
5. Если бы не экология, карбюратор можно было бы как-то терпеть. Чтобы не отравлять воздух картерными газами, их надо снова подавать в карбюратор для дожигания. На неновом двигателе давление картерных газов немного великоват, они наполнены микрокапельки грязного моторного мвсла. Это очень засоряет карбюратор, он бесконечно хочет прочистки.

Особенности карбюратора: топливная смесь формируется не нормально, экономичность может быть лучше, карбюратор относительно быстро загрязняется при некоторой изношенности стенок цилиндров и компрессионных колец на поршнях. Зимой заведения карбюраторного двигателя часто напоминает шаманство и танцы с бубном. Карбюратор только примерно адаптирован под разные режимы работы двигателя.

Терминология. Поршневые кольца

Это действительно кольца, и они находятся на поршне, который движется внутри цилиндра. Маслозьйомни кольца существуют для того, чтобы масло из картера двигателя (нижней части двигателя) по возможности не попадал в рабочую камеру сгорания в цилиндре, но все же смазывали стенки цилиндра.
Компрессионные кольца делают рабочую камеру цилиндра более плотной, по возможности не дают выхлопным газам прорываться в картер двигателя.
Масло в двигателе нужно не только для того, чтобы смазывать двигатель. Оно нужно, чтобы смазывать стенки цилиндров (это очень важно) и заодно смазывать все другие узлы двигателя (это тоже неплохо).

            Инжекторные двигатели. Здесь будет подробнее

Кто первый на практике применил прямой впрыск бензина в двигателе внутреннего сгорания? Конструкторы начали с дизельных двигателей. Система впрыска, которую разработал Рудольф Дизель, была довольно громоздкой и несовершенной, лучшие характеристики были в системы впрыска, разработанной Герберт Акройд Стюарт. А косвенный впрыск бензина впервые применил в 1902 году французский авиационный инженер Леон Лепелетье на авиационном двигателе «Антуанетта 8V». В 1916 году российские инженеры Микулин и Стечкина применили в авиационном двигателе косвенную систему впрыска бензина, этот двигатель так и не пошел в серийное производство.
( Уклоняемся от темы: в российской технической литературе по тупым упрямством напоминают лишь о конструкции Микулина и Стечкина. А дальше, мол, мировые конструкторы лишь немного эту конструкцию подкорректировали. Может, много дурного «патриотизма», а может, много лени, чтобы прочитать другую литературу).
Прямой впрыск бензина был применен на двигателе «Hesselman» шведского инженера Йонаса Хессельмана в 1925 году.

А вот первое массовое применение инжекторной системы формирования бензино-воздушной смеси было сделано в военной авиации. Это сделала фирма «Messerschmitt AG», авиастроительная фирма Германии, действовавшей в 1938-1945 и 1956-1968 годах. Первоначальное название фирмы — «Messerschmitt-Flugzeugbau Gesellschaft», эту фирму основал в 1923 году Вилли Мессершмитт. Прямой впрыск топлива на истребителях «Мессершмитт» давал возможность значительно большего маневрирования самолетом на больших высотах, без риска, что мотор заглохнет, и мощность мотора при этом была выше. В двигателях «Мессершмитт» была еще одна техническая новинка: переменный угол атаки лопастей пропеллера, это увеличивало тяговую силу на больших высотах. Конечно, эти двигатели конструктивно очень отличались от современных. Многие последующих изменений конструкторы сделали позже, без участия «Messerschmitt AG» и лично Вилли Мессершмитта.

От истории переходим к практике. Инжекторная система подачи топлива постепенно и уверенно вытесняет карбюраторную систему. Двигатели, имеющие такую ​​систему, называют инжекторными двигателями. Посмотрите на этот рисунок.

В конце 70-х годов 20-го века и начала 80-х годов инжекторный впрыск топлива в автомобильном двигателе набирает популярность (конечно, это не касается некоторых стран), а с началом 21-го века точечный инжекторный впрыск топлива частично вытесняется прямым инжекторным впрыском .
Что заставило конструкторов делать все эти изменения?
Главная причина перехода на инжекторе двигателя — экология. Конструкторы начали с каталитического нейтрализатора отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой «стехиометрической» топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух / бензин = 14,7: 1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводит к падению эффективности двигателя. Для стабильной поддержки такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили.

Первые инжекторные системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются при эксплуатации автомобиля. Выход был найден. В систему ввели обратная связь: в выпускную систему, перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-датчик, или лямбда-зонд. По сигналам датчика кислорода электронный блок управления (ЭБУ) корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси. Блок ЭБУ может в литературе называться «контролер».

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие преимущества:
— точное дозирование топлива, следовательно, более экономный двигатель.
— снижение токсичности выхлопных газов.
— увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%.
— улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска немедленно реагирует на любые изменения нагрузки, изменяя параметры топливно-воздушной смеси.
— легкость запуска двигателя, независимо от погодных условий. И зимой тоже!

         Немного о конструкции. Датчики инжекторного двигателя

Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, которая затем перечисляется программой в цилиндрическое цикловое наполнения. При неисправности датчика управления двигателем идет по аварийными таблицами.
Вместо датчика массового расхода воздуха в двигателе может быть датчик давления во впускном коллекторе. Разница небольшая, потому что давление во впускном коллекторе зависит от скорости прохождения воздуха в коллекторе. Это я опять вспомнил о законе Бернулли.
Неисправность этого датчика очень ухудшает движение автомобиля под нагрузкой (например, когда едете вверх). Иногда при неисправности этого датчика машина едет немного лучше с отключенным датчиком.

Датчик положения дроссельной заслонки — для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, обороты двигателя и циклового наполнения цилиндров двигателя топливной смесью.
Некоторые автомеханики называют этот датчик «позиционер», такая терминология популярна для дизельных двигателей.
Этот датчик традиционно находится на той же оси, на которой вращается дроссельного заслонка. Чем сильнее мы нажмем на «газ», тем больше открывается дроссельного заслонка, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Если бы мы очень плавно нажимали на педаль газа и чрезвычайно плавно отпускали ее, датчик положения дроссельной заслонки можно было бы выбросить. При резких изменениях рабочих режимов датчик помогает контроллеру более правильно дозировать подачу бензина в двигатель.

Датчик зачастую являются реостатным, это переменный резистор с тремя выводами. Современные датчики работают на эффекте Холла, и практически не изнашиваются.
Неисправность датчика очень ухудшает динамические характеристики двигателя, в некоторых редких случаях двигатель не заводится, но заводится с отключенным датчиком. С отключенным исправным датчиком машина едет гарантированно хуже.
Этот датчик является популярной причиной при решении многих проблем с холостым ходом: холостой ход великоват, женщин, нестабильный, зависают и держатся слишком большими холостые обороты, короче говоря, этот датчик должен быть исправным, потому что его неисправность или даже незначительное отклонение в характеристиках датчика от нормы очень портит нервы водителю.

Терминология. Дроссельного заслонка

Просто посмотрите на рисунок, как она работает. Она регулирует поток воздуха (или топливной смеси) во впускной коллектор двигателя. Коллектор распределяет этот поток на 4 цилиндра.
Считаем, что у нашего двигателя 4 цилиндра.

Продолжаем.
Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции подачи топлива и угла опережения зажигания, в зависимости от температуры двигателя, а заодно для управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Значительно хуже, когда датчик «почти исправен», и контроллер доверяет сигнала с этого датчика. Очень часто в двигателе аж три датчики, которые измеряют температуру охлаждающей жидкости. Один датчик — для контроллера, второй — для индикации температуры водителю, а третий — для управления электровентилятором.
Не надо эти датчики путать с термостатом, который регулирует циркуляцию охлаждающей жидкости в двигателе, для поддержания стабильной температуры.

Терминология. Угол опережения зажигания

Топливная смесь сжимается в цилиндре именно к такому давлению, как нам надо, это сжатие рассчитан конструкторами, что перед нами не регулируется. Когда смесь максимально сжата, то есть поршень в цилиндре находится в верхней мертвой точке, эту смесь надо поджечь.
НЕТ, НЕ ТАК.
Поджечь надо немножко раньше. Ведь сгорания идет не моментально, и при различных оборотах двигателя мы должны враховуты скорость сгорания смеси, а значит, на более высоких оборотах надо поджигать смесь раньше, чем на низких оборотах. Параметр, якии характеризует эту закономерность, называется « угол опережения зажигания «.

Терминология. Верхняя мертвая точка — момент в работе двигателя, когда поршень в цилиндре максимально сжал топливную смесь, и уже не двигается ни вверх, ни вниз, при этом коленчатый вал продолжает крутиться. Очень важный параметр двигателя, который называется «компрессия» , меряют этот параметр именно в верхней мертвой точке поршня.
Понятно, что низкое положение поршня называется «нижняя мертвая точка».

Терминология. Компрессия двигателя — это давление бензиново-воздушной смеси в цилиндре двигателя в верхней мертвой точке работы поршня в цилиндре, это давление зависит от атмосферного давления, коэффициента сжатия в цилиндрах двигателя, и политропный показателя, который для бензина примерно равна 1.2. Компрессия двигателя не может быть больше, чем рассчитанная конструкторами.
Простой пример. В идеальном бензиновом двигателе с коэффициентом сжатия 10 компрессия будет 14 атмосфер, при стандартном атмосферном давлении.
Компрессия максимальная тогда, когда хорошо работают компрессионные кольца в поршнях, и правильно работает газораспределительный механизм.
Кто-то считает, что в статье неточности? Что при коэффициенте сжатия 10 компрессия будет 10 атмосфер? Нет, компрессия будет 14 атмосфер. Вы прогуляли урок физики, когда в школе учили уравнения состояния реального газа.

Продолжаем. Датчик положения коленчатого вала

Этот датчик служит для общей синхронизации системы управления двигателем, а также определения положения коленчатого вала в нужные моменты времени. При неисправности датчика или неконтакты в разъеме датчика работа двигателя невозможна. Неисправность всех остальных датчиков позволяет своим ходом то доехать до автосервиса.
Датчик положения коленчатого вала дает информацию в контроллер, когда любой поршень двигателя находится в верхней мертвой точке.
Одна из популярных конструкций датчика это индуктивный датчик, то есть катушка с намагниченным металлическим сердечником, на коленчатом валу находится диск, похожий на шестерню, в которой могло бы быть, например, 60 зубов, но два зуба отсутствуют. Зубы диска, проходя мимо намагниченного сердечника датчика, формируют небольшой импульсный сигнал на выводах датчика, этот сигнал поступает к контроллеру.

Датчик кислорода (лямбда-датчик, лямбда-зонд, λ-зонд ) предназначен для определения присутствия кислорода в отработавших газах, то есть в выхлопе. НЕ концентрации кислорода, а только присутствии кислорода в выхлопе.
Весь выхлоп, который после сгорания в цилиндрах поступает в выхлопной коллектор, проходит через внутренний элемент кислородного датчика. Через прорези в металлическом экране датчика часть потока выхлопных газов попадает на чувствительный элемент датчика. Кислородный датчик создает напряжение от 0 Вольт до 1 Вольта с помощью химической реакции между чувствительным элементом датчика и остатками кислорода в выхлопных газах, проходящих через этот элемент. Наружный воздух также попадает на датчик, и эта разница между содержанием кислорода в выхлопных газах и наружном воздухе фактически определяет выходное напряжение датчика. Наружный воздух попадает на датчик под изоляцией проводки.
Сигнальный вывод сделан так, чтобы наружный воздух, а не только выхлоп двигателя, также попадало на чувствительный элемент датчика. Таким образом, отсутствие кислорода в выхлопных газах, а значит, перезбагачена топливная смесь, формирует напряжение около 1 Вольта на сигнальном выводе датчика, а присутствие кислорода в выхлопе дает напряжение, близкое к 0 Вольт, это указывает на обедненную смесь. Таким образом, датчик дает возможность контролировать оптимальность соотношения топлива и воздуха в топливной смеси.

Есть конструкции кислородных датчиков с дополнительным подогревом, другие разогреваются раскаленными выхлопными газами.
Контроллер анализирует сигнал кислородного датчика только при значительных нагрузках двигателя. Во время холостого хода датчик хронически показывает на сигнальном выходе «0» .
Откуда это странное название датчика? Она ушла от греческой буквы «лямбда» ( λ ), используемый для обозначения соотношения количества воздуха и количества топлива в топливно-воздушной смеси. Смесь является идеальной (стехиометрической), если содержит именно столько воздуха, сколько его нужно для полного сгорания топлива. Например, для бензина это соотношение составляет около 14,7 (масса воздуха) / 1 (масса топлива).
Значение  λ = (реальное количество воздуха) / (нужное количество воздуха).
λ = 1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
λ > 1 — бедная смесь;
λ <1 — богатая смесь (избыток бензина, воздуха недостаточно для полного сгорания топлива).

Кислородный датчик никогда не портится внезапно, он медленно отравляется выхлопом при работе, или чуть быстрее отравляется от плохого бензина. Этот датчик, традиционно, служит не менее 100 тысяч километров. При неисправном или отключенном датчике двигатель работает, как и работал, только немного увеличенный расход бензина. При некоторых неисправностях датчика нарушена динамика движения автомобиля. НИКОГДА и НИГДЕ неисправность лямбда-датчика НЕ ПРИВОДИТ к тому, что двигатель не заводится.
У вас из-за неисправного лямбда-датчик не заводилось? Да нет, это вас на СТО разводили на деньги.

Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении детонации ЭБУ включает алгоритм уменьшения детонации, оперативно уменьшая угол опережения зажигания. Пока вы ездите на нормальном бензине, датчик детонации не вмешивается в работу двигателя. Также есть упрощенные конструкции двигателя без датчика детонации.

Эти датчики — главные для работы двигателя, есть и другие датчики

Еще один элемент конструкции двигателя, который появился с инжекторных двигателях, это адсорбер.

Терминология. Адсорбер.

Адсорбция — избирательное поглощение вещества из газового или жидкой среды поверхностным слоем твердого тела (адсорбента) или жидкости. Компонент, поглощаемой называют адсорбтивом, а то что помещается в адсорбенте — адсорбатом. Например, активированный уголь адсорбирует газы.
Обратите внимание: не АБСОРБЦИЯ, а АДСОРБЦИЯ. Для активированного угля характерна именно адсорбция.

Продолжаем. Адсорбер является элементом замкнутого круга рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 с 1995 года и более поздними нормами запрещен прямой контакт вентиляции бензобака с атмосферой, адсорбер является обязательным, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке досылаться в цилиндры двигателя на дожигания (на заводе ВАЗ лишь недавно узнали об этой новость). 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, который всасывается двигателем, пары увлекаются этим потоком и дожигается в камере сгорания.
Неисправный клапан адсорбера может повышать давление топлива в обратном топливном канале ( «обратка»), при этом возможна ситуация, когда двигатель не заводится, но заводится с открытым бензобаком.

Разновидности инжекторных систем

Сейчас вы прочтете о различных инжекторные системы. Но без азбуки я не обойдусь. Немного азбуки.
Как работает игла популярного автомобильного электромагнитного инжектора?
Простой ответ. Она работает так: пшик-пшик-пшик … и пшикает бензином в двигатель.
Правильный ответ. Игла электромагнитного инжектора НЕ пшикает бензином в цилиндр двигателя или во впускной коллектор. Эта игла только открывает или закрывает канал, по которому бензин под давлением вытекает через отверстия специальной формы, при этом прекрасно распыляется на мелкие капли. Давление бензина поддерживается стабильным, а управление инжектором — это только подача командного сигнала на инжектор: открыть или закрыть.
Теперь легче понять проблемы, которые могут быть с инжектором.
Он может протекать. Перерасход бензина, плохо заводится горячий двигатель.
Он может не открываться, если хорошо забит грязью, или может плохо распылять бензин, если выпускные отверстия инжектора очень загрязнены. Двигатель или принципиально не заводится, или значительный перерасход бензина.

Теперь возвращаемся к рассмотрению разновидностей систем впрыска топлива в двигатель.
В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (моноинжектор, одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор у впускного клапана цилиндра) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как в дизельных двигателях).
Некоторые еще знает странное выражение «полный инжектор». В зависимости от фантазии, так могут называть или многоточечный впрыск или прямой впрыск.
А кое-кто даже может заявить о «механический впрыск». На самом деле он говорит о механическую систему управления впрыском, устаревшую и значительно хуже, чем электронная.

Моноинжектор эффективный и лучший от карбюратора. Значительный недостаток: при использовании моноинжектором, как и при использовании карбюратора, к 30% бензина оседает на стенках коллектора. Понятно, что этот бензин не сохраняется в коллекторе навсегда, он также попадает в цилиндры двигателя, но капли бензина при этом больше, и сгорания идет с меньшей эффективностью.

Более совершенными являются системы многоточечного впрыска, еще называют «распределено впрыска», в них подача топлива к каждому цилиндру осуществляется индивидуально. Распределенный впрыск экономичнее и сложнее. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов.
Технологическая мелочь: такое впрыска топлива может быть попарно-параллельным (одновременно 1 и 4 цилиндр, или 2 и 3 цилиндр), или фазированным (в каждый цилиндр — в свой момент времени).
Главные преимущества распределенного впрыска:
— возможность автоматической настройки на разных оборотах и лучшее наполнение цилиндров, в результате при той же максимальной мощности двигателя автомобиль разгоняется значительно быстрее;
— бензин впрыскивается вблизи впускного клапана, что существенно снижает потери на оседания капель бензина во впускном коллекторе и позволяет осуществлять более точную регулировку подачи топлива.

Непосредственный впрыск бензина в цилиндры двигателя оптимизирует сгорание смеси и повышает КПД (коэффициент полезного действия) бензинового двигателя.
При этом он требует качественного бензина с низким содержанием серы и механических примесей, чтобы обеспечить нормальную работу топливной аппаратуры.

Непосредственный впрыск пока — для дорогих моторов и дорогих ремонтов. Даже механик с опытом не всегда может распознать проблему с нестабильным давлением в топливном насосе высокого давления (ТНВД), или неправильную работу одной из форсунок, в результате чего автовладелец зря меняет очень дорогие узлы двигателя, а холостой ход в дорогой машине остается трагически плохим.

Еще одно новшество в инжекторных двигателях — система EGR , это английское название «Exhaust Gas Recirculation» , рециркуляция выхлопных газов.
Эта система «разбавляет» топливо-воздушную смесь отработавшими газами, это снижает температуру горения в камере сгорания, тем самым уменьшая активное образование вредных оксидов азота (NOx) . Однако обеспечить полную и стабильную нейтрализацию NOx только за счет EGR невозможно. Поэтому на двигателях с непосредственным впрыском также NO -катализаторы. Чтобы такой катализатор эффективно работал, у него небольшими порциями впрыскивается восстановитель (как правило, мочевина), катализатор раскладывают оксиды азота на азот и воду. Такая автомобильная каталитическая система называется «selective catalytic reduction» (SCR, выборочное каталитическое восстановление).

Система охлаждения и система смазки двигателя

Несмотря на название «водяное охлаждение», для охлаждения уже давно не применяется вода, а незамерзающая жидкость на основе этиленгликоля или диэтиленгликоля или пропиленгликоля. Благодаря английском выражения «против замерзания» (anti freeze) эту жидкость по-простому называют «антифриз». Жидкость прокачивается насосом (насос все равно называют водяным), и циркулирует по кругу, в двигателе — снизу вверх, в радиаторе — сверху вниз.

Система смазки наиболее важна для цилиндров, хотя необходимо для всех подвижных частей двигателя . Масляный насос создает давление масла в маслопровод, через масляные каналы масло попадает на коренные подшипники коленчатого вала, а сейчас некоторые прочитает текст, которому очень удивится.
Через коренные подшипники и специальные каналы внутри коленчатого вала масло попадает на шатунные подшипники того же вала, далее попадает во внутренние масляные каналы шатунов, по шатунах поднимается вверх до поршней, и пальцами шатуна раздается до стенок цилиндров.
Именно так в хороших двигателях масло смазывает стенки цилиндров. А не разбрызгивается как попало внутри двигателя!
Зачем вам знать такие детали? Дело в том, что при капитальном ремонте двигателя автомеханики с вероятностью 99% НЕ прочищают вам все перечисленные маслопроводы коленчатого вала и шатунов, а потому маслопроводы остаются хорошо забитыми грязью. Несмотря на капитальный ремонт, смазка цилиндров будет идти хуже, а кольца цилиндров будут служить меньше, чем на новом двигателе.
Такова реальность.

 

 

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ: