Kraftstoffversorgungssystem. Einspritzsysteme, Beschreibung und Funktionsprinzip

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:33

Das Kraftstoffversorgungssystem wird für die Kraftstoffversorgung aus dem Gastank, seine weitere Filtration sowie die Bildung eines Sauerstoff-Kraftstoff-Gemisches bei dessen Übertragung zu den Motorzylindern benötigt. Derzeit gibt es mehrere Arten von Kraftstoffsystemen. Am weitesten verbreitet war im 20. Jahrhundert der Vergaser, heute erfreut sich das Einspritzsystem immer größerer Beliebtheit. Es gab auch eine dritte - Einzeleinspritzung, die nur deshalb gut war, weil sie den Kraftstoffverbrauch leicht senkte. Schauen wir uns das Einspritzsystem genauer an und verstehen sein Funktionsprinzip.

Allgemeine Bestimmungen

Die meisten modernen Motorkraftstoffsysteme sind ähnlich. Der Unterschied kann nur in der Phase des Mischens liegen. Das Kraftstoffsystem umfasst die folgenden Komponenten:

1. Der Kraftstofftank ist ein kompaktes Produkt mit einer Pumpe und einem Filter zur Reinigung mechanischer Partikel. Der Hauptzweck ist die Lagerung von Treibstoff.
2. Kraftstoffleitungen bilden einen Komplex aus Schläuchen und Rohren, um Kraftstoff vom Tank zum Mischsystem zu befördern.
3. GerätGemischbildung. In unserem Fall sprechen wir über den Injektor. Diese Einheit dient dazu, eine Emulsion (Luft-Kraftstoff-Gemisch) zu erh alten und sie den Zylindern im Takt des Motors zuzuführen.
4. Steuergerät für das Gemischbildungssystem. Es wird nur bei Einspritzmotoren installiert, da Sensoren, Einspritzdüsen und Ventile gesteuert werden müssen.
5. Kraftstoffpumpe. In den meisten Fällen wird die Tauchoption verwendet. Es ist ein Elektromotor mit geringer Leistung, der mit einer Flüssigkeitspumpe verbunden ist. Die Schmierung erfolgt durch Kraftstoff, und eine längere Verwendung des Fahrzeugs mit weniger als 5 Litern Kraftstoff kann zum Ausfall des Elektromotors führen.

Kurz gesagt, ein Injektor ist eine Punktzufuhr von Kraftstoff durch eine Düse. Das elektronische Signal kommt vom Steuergerät. Trotz der Tatsache, dass der Injektor gegenüber dem Vergaser eine Reihe erheblicher Vorteile hat, wird er seit langem nicht mehr verwendet. Dies lag an der technischen Komplexität des Produkts sowie an der geringen Wartbarkeit von ausgefallenen Teilen. Derzeit haben Punkteinspritzsysteme den Vergaser praktisch ersetzt. Sehen wir uns einmal genauer an, warum der Injektor so gut ist und welche Eigenschaften er hat.

Eigenschaften der Kraftstoffanlage

Das Auto war schon immer Gegenstand der Aufmerksamkeit von Umweltschützern. Abgase werden direkt in die Atmosphäre freigesetzt, die mit Schadstoffen behaftet ist. Die Diagnose des Kraftstoffsystems ergab, dass die Emissionsmenge bei falscher Gemischbildung deutlich ansteigt. Aus diesem einfachen Grund wurde es beschlosseneinen Katalysator einbauen. Allerdings zeigte dieses Gerät nur mit einer hochwertigen Emulsion gute Ergebnisse und bei Abweichungen sank seine Effizienz deutlich. Es wurde beschlossen, den Vergaser durch ein genaueres Einspritzsystem zu ersetzen, das der Injektor war. Die ersten Optionen umfassten eine große Anzahl mechanischer Komponenten, und laut Recherchen wurde ein solches System mit zunehmender Nutzung des Fahrzeugs immer schlechter. Dies war ganz natürlich, da wichtige Komponenten und Funktionsteile verschmutzt waren und ausfielen.

Damit sich das Einspritzsystem selbst korrigieren kann, wurde eine elektronische Steuereinheit (ECU) geschaffen. Zusammen mit der eingebauten Lambasonde, die sich vor dem Katalysator befindet, ergab dies eine gute Leistung. Man kann mit Sicherheit sagen, dass die Kraftstoffpreise heute ziemlich hoch sind und der Injektor nur deshalb gut ist, weil er Benzin oder Diesel spart. Dazu kommen noch folgende Pluspunkte:

1. Erhöhte Motorleistung. Insbesondere erhöhte Leistung um 5-10%.
2. Verbessern Sie die dynamische Leistung des Fahrzeugs. Der Injektor reagiert empfindlicher auf Lastwechsel und passt die Zusammensetzung der Emulsion selbstständig an.
3. Ein optimales Kraftstoff-Luft-Gemisch reduziert die Menge und Toxizität der Abgase.
4. Das Einspritzsystem startet unabhängig von den Wetterbedingungen leicht, was ein wesentlicher Vorteil gegenüber Vergasermotoren ist.

Kraftstoffeinspritzsystem und seine Vorrichtung

Zunächst ist anzumerken, dass moderne Einspritzmotoren mit Düsen ausgestattet sind, deren Anzahl der Anzahl der Zylinder entspricht. Die Düsen sind untereinander durch eine Rampe verbunden. Dort befindet sich der Kraftstoff unter leichtem Druck und wird von einem elektrischen Gerät - einer Benzinpumpe - erzeugt. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs hängt direkt von der Öffnungsdauer der Düse ab, die vom Steuergerät bestimmt wird. Dazu werden Indikatoren von verschiedenen Sensoren entnommen, die im gesamten Fahrzeug verbaut sind. Jetzt betrachten wir die wichtigsten:

1. Luftstromsensor. Dient zur Bestimmung der Füllung der Zylinder mit Luft. Im Falle einer Panne werden die Messwerte ignoriert und tabellarische Daten als Hauptindikatoren verwendet.
2. Drosselklappenstellungssensor spiegelt die Belastung des Motors wider, die durch Drosselklappenstellung, Luftwechsel und Motordrehzahl verursacht wird.
3. Kältemitteltemperatursensor. Mit Hilfe dieses Reglers werden die Steuerung des Elektrolüfters und die Korrektur der Kraftstoffzufuhr sowie die Zündung realisiert. Im Falle einer Fehlfunktion ist eine sofortige Diagnose des Kraftstoffsystems nicht erforderlich. Die Temperatur wird abhängig von der Laufzeit des Verbrennungsmotors gemessen.
4. Der Positionssensor Kurbelwelle (Kurbelwelle) wird benötigt, um das System als Ganzes zu synchronisieren. Der Regler berechnet nicht nur die Motordrehzahl, sondern auch seine Position zu einem bestimmten Zeitpunkt. Da es sich um einen Polsensor handelt, ist bei Ausfall kein weiterer Betrieb des Fahrzeugs möglich.
5. SensorSauerstoff wird benötigt, um den Sauerstoffanteil in Gasen zu bestimmen, die in die Atmosphäre emittiert werden. Informationen von diesem Steuergerät werden an die ECU übermittelt, die abhängig von den Messwerten die Emulsion korrigiert.

Es ist zu beachten, dass nicht alle Fahrzeuge mit Injektor mit einem Sauerstoffsensor ausgestattet sind. Nur die Autos, die mit einem Katalysator mit Euro-2- und Euro-3-Toxizitätsnormen ausgestattet sind, haben sie.

Arten von Injektionssystemen: Single Point Injection

Aktuell werden alle Systeme aktiv genutzt. Sie werden nach der Anzahl der Düsen und dem Ort der Kraftstoffversorgung klassifiziert. Insgesamt gibt es drei Injektionssysteme:

• single point (Einzelinjektion);
• Multipoint (Verteilung);
• sofort.

Lassen Sie uns zuerst einen Blick auf Einpunkt-Einspritzsysteme werfen. Sie wurden unmittelbar nach den Vergasern entwickelt und g alten als fortschrittlicher, verlieren aber aus vielen Gründen allmählich ihre Popularität. Es gibt mehrere unbestreitbare Vorteile solcher Systeme. Die wichtigsten sind erhebliche Kraftstoffeinsparungen. Da die Kraftstoffpreise heute ziemlich hoch sind, ist ein solcher Injektor relevant. Interessanterweise enthält dieses System etwas weniger Elektronik, ist also zuverlässiger und stabiler. Wenn Informationen von den Sensoren an das Steuerelement übermittelt werden, werden die Injektionsparameter sofort geändert. Es ist sehr interessant, dass fast jeder Vergasermotor ohne nennenswerten Aufwand auf Einzelpunkteinspritzung umgerüstet werden kannStrukturelle Veränderungen. Der Hauptnachteil solcher Systeme ist die geringe Gasannahme des Verbrennungsmotors sowie die Ablagerung einer erheblichen Menge Kraftstoff an den Kollektorwänden, obwohl dieses Problem auch Vergasermodellen inhärent war.

Da in diesem Fall nur eine Düse vorhanden ist, sitzt diese anstelle des Vergasers am Ansaugkrümmer. Da sich die Düse an einem guten Ort befand und ständig einem K altluftstrom ausgesetzt war, war ihre Zuverlässigkeit auf höchstem Niveau und das Design äußerst einfach. Das Spülen des Kraftstoffsystems mit Einzelpunkteinspritzung nahm nicht viel Zeit in Anspruch, da es ausreichte, nur eine Düse auszublasen, aber die gestiegenen Umweltanforderungen führten zur Entwicklung anderer, modernerer Systeme.

Multipoint-Injektionssysteme

Die verteilte Injektion gilt als moderner, komplexer und weniger zuverlässig. In diesem Fall ist jeder Zylinder mit einer isolierten Düse ausgestattet, die sich im Saugrohr in unmittelbarer Nähe des Einlassventils befindet. Daher erfolgt die Zufuhr der Emulsion separat. Wie oben erwähnt, kann mit einer solchen Einspritzung die Leistung des Verbrennungsmotors um bis zu 5-10% gesteigert werden, was sich beim Fahren auf der Straße bemerkbar macht. Ein weiterer interessanter Punkt: Dieses Kraftstoffeinspritzsystem ist gut, weil sich die Düse sehr nahe am Einlassventil befindet. Dadurch wird die Kraftstoffansammlung an den Krümmerwänden minimiert, was zu erheblichen Kraftstoffeinsparungen führt.

Es gibt mehrere TypenMehrpunktinjektion:

1. Gleichzeitig - Alle Düsen öffnen gleichzeitig.
2. Paarparallel - Öffnung der Düsen paarweise. Ein Einspritzventil öffnet beim Einlasstakt und das andere vor dem Auslasstakt. Derzeit wird ein solches System nur zum Zeitpunkt des Notstarts des Verbrennungsmotors bei Phasenausfall (Kurbelwellensensor) verwendet.
3. Phased - jede Düse wird separat gesteuert und öffnet vor dem Ansaughub.

In diesem Fall ist das System recht komplex und auf die Genauigkeit der Elektronik angewiesen. Zum Beispiel dauert das Spülen des Kraftstoffsystems viel länger, da jede Einspritzdüse gespült werden muss. Sehen wir uns nun eine andere beliebte Art der Injektion an.

Direkteinspritzung

Einspritzautos mit solchen Systemen können als die umweltfreundlichsten angesehen werden. Hauptziel der Einführung dieses Einspritzverfahrens ist es, die Qualität des Kraftstoffgemisches zu verbessern und den Wirkungsgrad des Fahrzeugmotors leicht zu steigern. Die Hauptvorteile dieser Lösung sind folgende:

• sorgfältiges Zerstäuben der Emulsion;
• Bildung einer hochwertigen Mischung;
• effektive Nutzung der Emulsion in verschiedenen Phasen des ICE-Betriebs.

Aufgrund dieser Vorteile kann man sagen, dass solche Systeme Sprit sparen. Dies macht sich vor allem bei leiser Fahrt in der Stadt bemerkbar. Wenn wir zwei Autos mit gleicher Motorgröße, aber unterschiedlichen Einspritzsystemen, zum Beispiel Direkt- und Mehrpunkteinspritzung, vergleichen, dann auffälligdie beste dynamische Leistung wird im direkten System erzielt. Abgase sind weniger giftig, und die entnommene Literkapazität wird aufgrund der Luftkühlung und der Tatsache, dass der Druck im Kraftstoffsystem leicht erhöht wird, etwas höher sein.

Aber man sollte auf die Empfindlichkeit von Direkteinspritzsystemen gegenüber der Kraftstoffqualität achten. Wenn wir die Standards Russlands und der Ukraine berücksichtigen, sollte der Schwefelgeh alt 500 mg pro 1 Liter Kraftstoff nicht überschreiten. Gleichzeitig implizieren europäische Standards, dass der Geh alt dieses Elements 150, 50 und sogar 10 mg pro Liter Benzin oder Diesel beträgt.

Wenn wir dieses System kurz betrachten, sieht es so aus: Die Düsen befinden sich im Zylinderkopf. Darauf aufbauend erfolgt die Einspritzung direkt in die Zylinder. Es ist erwähnenswert, dass dieses Einspritzsystem für viele Benzinmotoren geeignet ist. Wie oben erwähnt, wird im Kraftstoffsystem ein hoher Druck verwendet, unter dem die Emulsion unter Umgehung des Ansaugkrümmers direkt dem Brennraum zugeführt wird.

Einspritzsystem: Magerlauf

Etwas höher haben wir die Direkteinspritzung untersucht, die erstmals bei Mitsubishi-Fahrzeugen zum Einsatz kam, die das Kürzel GDI trugen. Werfen wir einen kurzen Blick auf einen der Hauptmodi – den Betrieb mit magerem Gemisch. Seine Essenz liegt in der Tatsache, dass das Fahrzeug in diesem Fall mit leichten Lasten und moderaten Geschwindigkeiten bis zu 120 Stundenkilometern arbeitet. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt durch eine Fackel inEndstufe der Kompression. Vom Kolben reflektiert, vermischt sich der Kraftstoff mit Luft und tritt in den Bereich der Zündkerze ein. Es stellt sich heraus, dass das Gemisch in der Kammer deutlich erschöpft ist, seine Ladung im Bereich der Zündkerze jedoch als optimal angesehen werden kann. Dies reicht aus, um es zu entzünden, woraufhin sich auch der Rest der Emulsion entzündet. Tatsächlich gewährleistet ein solches Kraftstoffeinspritzsystem den normalen Betrieb des Verbrennungsmotors sogar bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 40:1.

Dies ist ein sehr effizienter Ansatz, der viel Kraftstoff spart. Es lohnt sich jedoch zu beachten, dass das Problem der Neutralisierung von Abgasen akut geworden ist. Tatsache ist, dass der Katalysator ineffizient ist, da Stickoxid entsteht. In diesem Fall wird eine Abgasrückführung verwendet. Ein spezielles ERG-System ermöglicht es Ihnen, die Emulsion mit Abgasen zu verdünnen. Dadurch wird die Verbrennungstemperatur etwas abgesenkt und die Bildung von Oxiden neutralisiert. Mit diesem Ansatz können Sie jedoch die Belastung des Motors nicht erhöhen. Um das Problem teilweise zu lösen, wird ein Speicherkatalysator eingesetzt. Letzterer ist äußerst empfindlich gegenüber Kraftstoffen mit hohem Schwefelgeh alt. Aus diesem Grund ist eine regelmäßige Inspektion des Kraftstoffsystems erforderlich.

Homogene Mischung und 2-stufiger Betrieb

Power Mode (Homogeneous Mixing) - ideal für aggressives Fahren im Stadtgebiet, Überholmanöver sowie Fahrten auf Autobahnen und Landstraßen. In diesem Fall wird ein konischer Brenner verwendet, der weniger wirtschaftlich ist als die vorherige Version. Injektionwird beim Ansaugtakt durchgeführt, und die resultierende Emulsion hat normalerweise ein Verhältnis von 14,7:1, d. h. nahezu stöchiometrisch. Tatsächlich ist dieses automatische Kraftstoffversorgungssystem genau das gleiche wie das Verteilersystem.

Der zweistufige Modus impliziert die Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungshub sowie den Start. Die Hauptaufgabe ist ein starker Anstieg des Motors. Ein markantes Beispiel für den effektiven Betrieb eines solchen Systems ist die Bewegung bei niedrigen Geschwindigkeiten und ein starkes Drücken auf das Gaspedal. In diesem Fall steigt die Detonationswahrscheinlichkeit deutlich an. Aus diesem einfachen Grund wird statt in einer Stufe in zwei Stufen eingespritzt.

In der ersten Stufe wird beim Ansaugtakt eine kleine Menge Kraftstoff eingespritzt. Dadurch können Sie die Temperatur der Luft im Zylinder etwas senken. Wir können sagen, dass der Zylinder ein extra mageres Gemisch im Verhältnis 60: 1 enthält, daher ist eine Detonation als solche unmöglich. In der Endphase des Verdichtungstaktes wird ein Kraftstoffstrahl eingespritzt, der die Emulsion im Verhältnis von etwa 12:1 auf eine fette bringt. Heute können wir sagen, dass ein solches Motorkraftstoffsystem nur für Fahrzeuge des europäischen Marktes eingeführt wurde. Dies liegt daran, dass hohe Geschwindigkeiten in Japan nicht inhärent sind und daher keine hohen Belastungen für den Motor auftreten. In Europa gibt es eine große Anzahl von Autobahnen und Autobahnen, daher sind die Fahrer es gewohnt, schnell zu fahren, was den Verbrennungsmotor stark belastet.

Etwas Interessantes

Es ist zu beachten, dass die Einspritzung im Gegensatz zu Vergasersystemen eine regelmäßige Kontrolle des Kraftstoffsystems erfordert. Dies liegt daran, dass eine Vielzahl komplexer Elektroniken ausfallen können. Infolgedessen führt dies zu unerwünschten Folgen. Beispielsweise führt überschüssige Luft im Kraftstoffsystem zu einer Verletzung der Emulsionszusammensetzung und einem falschen Mischungsverhältnis. In Zukunft wirkt sich dies auf den Motor aus, es tritt ein instabiler Betrieb auf, die Steuerung fällt aus usw. Tatsächlich ist die Einspritzdüse ein komplexes System, das bestimmt, wann ein Funke auf die Zylinder aufgebracht werden muss, wie eine hochwertige Mischung an die abgegeben werden soll Zylinderblock oder Ansaugkrümmer, wann die Einspritzdüsen geöffnet werden müssen und welches Verhältnis von Luft und Benzin in der Emulsion sein sollte. All diese Faktoren beeinflussen den synchronisierten Betrieb des Kraftstoffsystems. Das Interessante ist, dass die Maschine ohne die meisten Steuerungen ohne wesentliche Abweichungen ordnungsgemäß arbeiten kann, da es Notfallaufzeichnungen und -tabellen gibt, die verwendet werden.

Die Effizienz des Verbrennungsmotors wird in unserem Fall davon bestimmt, wie korrekt die von den Steuergeräten empfangenen Daten sind. Je genauer sie sind, desto weniger mögliche Fehlfunktionen des Kraftstoffsystems. Auch die Geschwindigkeit des Gesamtsystems spielt eine wichtige Rolle. Anders als bei Vergasern ist hier keine manuelle Justierung erforderlich, wodurch Fehler bei Kalibrierarbeiten ausgeschlossen werden. Dadurch erh alten wir eine vollständigere Verbrennung des Gemisches und ein ökologisch besseres System.

Schlussfolgerung

Abschließend lohnt es sich, ein wenig über die Mängel zu erzählen, die Einspritzsystemen innewohnen. Der Hauptnachteil sind die hohen Kosten von Verbrennungsmotoren. DurchIm Großen und Ganzen werden die Kosten für solche Einheiten um etwa 15 % höher sein, was erheblich ist. Aber es gibt auch andere Nachteile. Beispielsweise kann ein ausgefallenes Kraftstoffsystemventil in den meisten Fällen aufgrund eines Lecks nicht repariert werden, sodass Sie es nur austauschen müssen. Dies gilt auch für die Wartbarkeit von Geräten im Allgemeinen. Einige Komponenten und Teile sind viel einfacher neu zu kaufen, als Geld für ihre Reparatur auszugeben. Diese Qualität ist Vergaserfahrzeugen nicht eigen, bei denen man ohne großen Zeit- und Arbeitsaufwand alle wichtigen Komponenten aussortieren und deren Leistungsfähigkeit wiederherstellen kann. Ohne Zweifel wird die elektronische Kraftstoffversorgung mit viel Aufwand und Mitteln repariert. Es ist unwahrscheinlich, dass hochentwickelte Elektronik an der ersten verfügbaren Servicestation repariert wird.

Nun, wir haben mit Ihnen darüber gesprochen, was Injektionssysteme sind. Wie Sie sehen können, ist dies ein sehr interessantes Gesprächsthema. Sie können viel mehr darüber sprechen, was für gute Düsen und die Möglichkeit, den Motor sofort einzustellen. Aber wir haben bereits über die wichtigsten Punkte gesprochen. Denken Sie daran, dass das Kraftstoffsystem eines Benzinmotors regelmäßig auf mögliche Defekte untersucht werden sollte. Zum Beispiel verstopfen aufgrund der schlechten Kraftstoffqualität, die unserem Land eigentlich eigen ist, häufig die Düsen. Dadurch beginnt der Motor stoßweise zu arbeiten, die Leistung sinkt, das Gemisch wird zu mager oder umgekehrt. All dies wirkt sich sehr schlecht auf das Auto als Ganzes aus, daher ist eine ständige und regelmäßige Überwachung erforderlich. Versuchen Sie außerdem, nur das vom Hersteller Ihres Fahrzeugs empfohlene Benzin zu tanken.