Kraftstoffeinspritzsysteme für Motoren

Die Arbeit eines Verbrennungsmotors basiert auf der Verbrennung von Benzin, Dieselkraftstoff oder einer anderen Art von Kraftstoff. Darüber hinaus ist es wichtig, dass sich der Kraftstoff gut mit Luft vermischt. Nur in diesem Fall wird die maximale Leistung vom Motor geliefert.

Vergasermotoren haben nicht die gleiche Leistung wie moderne Einspritzmotoren. Oft hat eine mit einem Vergaser ausgestattete Einheit trotz des größeren Volumens weniger Leistung als ein Verbrennungsmotor mit einem Zwangseinspritzsystem. Der Grund liegt in der Qualität der Vermischung von Benzin und Luft. Wenn sich diese Substanzen schlecht mischen, wird ein Teil des Kraftstoffs in die Abgasanlage geleitet, wo er ausbrennt.

Zusätzlich zum Ausfall einiger Elemente des Abgassystems, beispielsweise eines Katalysators oder von Ventilen, wird der Motor sein volles Potenzial nicht ausschöpfen. Aus diesen Gründen ist an einem modernen Motor ein Zwangseinspritzsystem eingebaut. Betrachten wir die verschiedenen Modifikationen und deren Funktionsprinzip.

Was ist ein Kraftstoffeinspritzsystem?

Das Benzineinspritzsystem bedeutet den Mechanismus für den erzwungenen dosierten Kraftstofffluss in die Motorzylinder. In Anbetracht der Tatsache, dass das Abgas bei schlechter Verbrennung von BTC viele schädliche Substanzen enthält, die die Umwelt verschmutzen, sind Motoren, bei denen eine präzise Einspritzung durchgeführt wird, umweltfreundlicher.

Zur Verbesserung der Mischeffizienz erfolgt die Prozesssteuerung elektronisch. Die Elektronik dosiert einen Teil des Benzins effizienter und ermöglicht es Ihnen, es in kleine Teile zu verteilen. Wenig später werden wir verschiedene Modifikationen von Einspritzsystemen diskutieren, die jedoch das gleiche Funktionsprinzip haben.

Funktionsprinzip und Gerät

Wurde früher die Zwangsversorgung mit Kraftstoff nur in Dieselaggregaten durchgeführt, so ist auch ein moderner Benzinmotor mit einem ähnlichen System ausgestattet. Das Gerät enthält je nach Typ die folgenden Elemente:

• Die Steuereinheit, die die von den Sensoren empfangenen Signale verarbeitet. Basierend auf diesen Daten gibt er den Aktuatoren einen Befehl über den Zeitpunkt des Sprühens von Benzin, die Kraftstoffmenge und die Luftmenge.
• Sensoren, die in der Nähe der Drosselklappe, um den Katalysator herum, an der Kurbelwelle, der Nockenwelle usw. installiert sind. Sie bestimmen die Menge und Temperatur der einströmenden Luft, ihre Menge in den Abgasen und zeichnen auch verschiedene Parameter des Antriebsbetriebs auf. Die Signale dieser Elemente helfen dem Steuergerät, die Kraftstoffeinspritzung und die Luftzufuhr zum gewünschten Zylinder zu regulieren.
• Die Einspritzdüsen sprühen Benzin entweder in den Ansaugkrümmer oder direkt in die Zylinderkammer, wie bei einem Dieselmotor. Diese Teile befinden sich im Zylinderkopf in der Nähe der Zündkerzen oder am Ansaugkrümmer.
• Eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die den notwendigen Druck in der Kraftstoffleitung erzeugt. Bei einigen Modifikationen von Kraftstoffsystemen sollte dieser Parameter viel höher sein als die Zylinderkompression.

Das System arbeitet nach dem Prinzip ähnlich dem Vergaseranalog - in dem Moment, in dem der Luftstrom eintritt, tritt die Düse in den Ansaugkrümmer ein (in den meisten Fällen ist ihre Anzahl identisch mit der Anzahl der Zylinder im Block). Die ersten Entwicklungen waren mechanischer Art. Anstelle eines Vergasers wurde eine Düse eingebaut, die Benzin in den Ansaugkrümmer sprühte, wodurch der Teil effizienter verbrannt wurde.

Es war das einzige Element, das mit Elektronik funktionierte. Alle anderen Aktuatoren waren mechanisch. Moderne Systeme arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip, nur unterscheiden sie sich vom ursprünglichen Analogon in der Anzahl der Aktuatoren und dem Ort ihrer Installation.

Verschiedene Arten von Systemen bieten ein homogeneres Gemisch, so dass das Fahrzeug das volle Potenzial des Kraftstoffs ausschöpft und auch strengere Umweltanforderungen erfüllt. Ein angenehmer Bonus für die Arbeit der elektronischen Einspritzung ist die Effizienz des Fahrzeugs mit der effektiven Leistung des Geräts.

Wenn es in den ersten Entwicklungen nur ein elektronisches Element gab und alle anderen Teile des Kraftstoffsystems vom mechanischen Typ waren, dann sind moderne Motoren mit vollständig elektronischen Geräten ausgestattet. Auf diese Weise können Sie weniger Benzin genauer und effizienter verbrennen.

Viele Autofahrer kennen diesen Begriff als atmosphärischen Motor. Bei dieser Modifikation tritt der Kraftstoff aufgrund des Vakuums, das erzeugt wird, wenn sich der Kolben beim Ansaugtakt dem toten Boden nähert, in den Ansaugkrümmer und die Zylinder ein. Alle Vergaser-ICEs arbeiten nach diesem Prinzip. Die meisten modernen Einspritzsysteme arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip. Aufgrund des von der Kraftstoffpumpe erzeugten Drucks wird nur eine Zerstäubung durchgeführt.

Kurze Geschichte des Aussehens

Anfangs waren alle Benzinmotoren ausschließlich mit Vergasern ausgestattet, da dies lange Zeit der einzige Mechanismus war, bei dem Kraftstoff mit Luft gemischt und in die Zylinder gesaugt wurde. Der Betrieb dieser Vorrichtung besteht darin, dass ein kleiner Teil des Benzins in den Luftstrom gesaugt wird, der durch die Kammer des Mechanismus in den Ansaugkrümmer fließt.

Seit über 100 Jahren wurde das Gerät weiterentwickelt, wodurch sich einige Modelle an verschiedene Motorbetriebsarten anpassen können. Natürlich macht die Elektronik diese Arbeit viel besser, aber zu dieser Zeit war es der einzige Mechanismus, dessen Verfeinerung es ermöglichte, das Auto entweder sparsam oder schnell zu machen. Einige Sportwagenmodelle waren sogar mit separaten Vergasern ausgestattet, was die Leistung des Autos erheblich erhöhte.

Mitte der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts wurde diese Entwicklung schrittweise durch eine effizientere Art von Kraftstoffsystemen ersetzt, die aufgrund der Parameter der Düsen nicht mehr funktionierten (was es ist und wie sich ihre Größe auf den Betrieb des Motors auswirkt, lesen Sie ein separater Artikel) und das Volumen der Vergaserkammern und basierend auf Signalen von der ECU.

Es gibt mehrere Gründe für diesen Ersatz:

1. Die Vergasersysteme sind weniger wirtschaftlich als das elektronische Analog, was bedeutet, dass sie eine geringe Kraftstoffeffizienz aufweisen.
2. Die Wirksamkeit des Vergasers zeigt sich nicht in allen Betriebsarten des Motors. Dies liegt an den physikalischen Parametern seiner Teile, die nur durch Einbau anderer geeigneter Elemente geändert werden können. Während der Änderung der Betriebsarten des Verbrennungsmotors, während sich das Auto weiter bewegt, kann dies nicht durchgeführt werden.
3. Die Vergaserleistung hängt davon ab, wo sie am Motor installiert ist.
4. Da sich der Kraftstoff im Vergaser weniger gut mischt als beim Sprühen mit einem Injektor, gelangt mehr unverbranntes Benzin in die Abgasanlage, was die Umweltverschmutzung erhöht.

Das Kraftstoffeinspritzsystem wurde erstmals in den frühen 80er Jahren des 50. Jahrhunderts in Serienfahrzeugen eingesetzt. In der Luftfahrt wurden jedoch bereits 700 Jahre zuvor Injektoren installiert. Das erste Auto, das mit einem mechanischen Direkteinspritzsystem der deutschen Firma Bosch ausgestattet war, war der Goliath 1951 Sport (XNUMX).

Das bekannte Modell namens "Gull Wing" (Mercedes-Benz 300SL) wurde mit einer ähnlichen Modifikation des Fahrzeugs ausgestattet.

In den späten 50ern - frühen 60ern. Es wurden Systeme entwickelt, die mit einem Mikroprozessor arbeiten und nicht aufgrund komplexer mechanischer Geräte. Diese Entwicklungen blieben jedoch lange Zeit unzugänglich, bis es möglich wurde, billige Mikroprozessoren zu kaufen.

Die massive Einführung elektronischer Systeme wurde durch strengere Umweltvorschriften und eine höhere Verfügbarkeit von Mikroprozessoren vorangetrieben. Das erste Serienmodell, das eine elektronische Injektion erhielt, war der Nash Rambler Rebel von 1967. Zum Vergleich: Der vergaste 5.4-Liter-Motor leistete 255 PS, während das neue Modell mit Elektrojektorsystem und identischem Volumen bereits 290 PS leistete.

Aufgrund des höheren Wirkungsgrads und des höheren Wirkungsgrads haben verschiedene Modifikationen von Einspritzsystemen die Vergaser nach und nach ersetzt (obwohl solche Vorrichtungen aufgrund ihrer geringen Kosten immer noch aktiv bei kleinen mechanisierten Fahrzeugen eingesetzt werden).

Die meisten Pkw sind heute mit der elektronischen Kraftstoffeinspritzung von Bosch ausgestattet. Die Entwicklung heißt jetronic. Je nach Modifikation des Systems wird sein Name mit den entsprechenden Präfixen ergänzt: Mono, K / KE (mechanisches / elektronisches Dosiersystem), L / LH (verteilte Einspritzung mit Steuerung für jeden Zylinder) usw. Ein ähnliches System wurde von einem anderen deutschen Unternehmen, Opel, entwickelt und heißt Multec.

Arten und Arten von Kraftstoffeinspritzsystemen

Alle modernen elektronischen Zwangsinjektionssysteme lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen:

• Überdrosselspray (oder Zentraleinspritzung);
• Sammlerspray (oder verteilt);
• Direkte Zerstäubung (der Zerstäuber ist im Zylinderkopf eingebaut, der Kraftstoff wird direkt im Zylinder mit Luft gemischt).

Das Funktionsschema all dieser Arten von Injektionen ist nahezu identisch. Es versorgt den Hohlraum aufgrund des Überdrucks in der Kraftstoffsystemleitung mit Kraftstoff. Dies kann entweder ein separater Behälter sein, der sich zwischen dem Ansaugkrümmer und der Pumpe befindet, oder die Hochdruckleitung selbst.

Zentralinjektion (Einzelinjektion)

Monoinjektion war die allererste Entwicklung elektronischer Systeme. Es ist identisch mit dem Vergaser-Gegenstück. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle einer mechanischen Vorrichtung ein Injektor im Ansaugkrümmer installiert ist.

Benzin gelangt direkt zum Verteiler, wo es sich mit der einströmenden Luft vermischt und in die entsprechende Hülse gelangt, in der ein Vakuum erzeugt wird. Diese Neuheit erhöhte den Wirkungsgrad von Standardmotoren erheblich, da das System an die Betriebsarten des Motors angepasst werden kann.

Der Hauptvorteil der Monoinjektion ist die Einfachheit des Systems. Es kann an jedem Motor anstelle des Vergasers eingebaut werden. Die elektronische Steuereinheit steuert nur einen Injektor, sodass keine komplizierte Mikroprozessor-Firmware erforderlich ist.

In einem solchen System sind die folgenden Elemente vorhanden:

• Um einen konstanten Benzindruck in der Leitung aufrechtzuerhalten, muss es mit einem Druckregler ausgestattet sein (wie es funktioniert und wo es installiert ist, wird beschrieben hier). Wenn der Motor abgestellt ist, hält dieses Element den Leitungsdruck aufrecht, wodurch die Pumpe beim Neustart des Geräts leichter arbeiten kann.
• Ein Zerstäuber, der Signale von einer ECU verarbeitet. Der Injektor hat ein Magnetventil. Es liefert eine Impulszerstäubung von Benzin. Weitere Details zum Gerät der Injektoren und wie sie gereinigt werden können, werden beschrieben hier.
• Die motorisierte Drosselklappe reguliert die in den Verteiler eintretende Luft.
• Sensoren, die Informationen sammeln, die zur Bestimmung der Benzinmenge und des Sprühvorgangs erforderlich sind.
• Die Mikroprozessorsteuereinheit verarbeitet die Signale von den Sensoren und sendet dementsprechend einen Befehl zum Betreiben des Injektors, des Drosselklappenantriebs und der Kraftstoffpumpe.

Dieses innovative Design hat sich zwar gut bewährt, weist jedoch mehrere kritische Nachteile auf:

1. Wenn die Düse ausfällt, stoppt sie den gesamten Motor vollständig.
2. Da das Sprühen im Hauptteil des Verteilers erfolgt, verbleibt etwas Benzin an den Rohrwänden. Aus diesem Grund benötigt der Motor mehr Kraftstoff, um die Spitzenleistung zu erreichen (obwohl dieser Parameter im Vergleich zum Vergaser deutlich niedriger ist).
3. Die oben aufgeführten Nachteile haben die weitere Verbesserung des Systems gestoppt, weshalb der Mehrpunktsprühmodus bei Einzeleinspritzung nicht verfügbar ist (nur bei Direkteinspritzung möglich) und dies zu einer unvollständigen Verbrennung eines Teils des Benzins führt. Infolgedessen erfüllt das Fahrzeug nicht die ständig wachsenden Umweltanforderungen von Fahrzeugen.

Verteilte Injektion

Die nächst effizientere Modifikation des Einspritzsystems sieht die Verwendung einzelner Einspritzdüsen für einen bestimmten Zylinder vor. Eine solche Vorrichtung ermöglichte es, die Zerstäuber näher an den Einlassventilen zu positionieren, wodurch weniger Kraftstoff verloren geht (nicht so viel verbleibt an den Verteilerwänden).

Normalerweise ist diese Art der Einspritzung mit einem zusätzlichen Element ausgestattet - einer Schiene (oder einem Vorratsbehälter, in dem sich Kraftstoff unter hohem Druck ansammelt). Diese Konstruktion ermöglicht es, dass jeder Injektor ohne komplexe Regler mit dem richtigen Benzindruck ausgestattet wird.

Diese Art der Einspritzung wird am häufigsten in modernen Autos verwendet. Das System hat eine ziemlich hohe Effizienz gezeigt, daher gibt es heute mehrere seiner Varianten:

• Die erste Modifikation ist der Arbeit einer Monoinjektion sehr ähnlich. In einem solchen System sendet die ECU gleichzeitig ein Signal an alle Injektoren und sie werden ausgelöst, unabhängig davon, welcher Zylinder einen neuen Teil BTC benötigt. Der Vorteil gegenüber der Einzeleinspritzung besteht in der Möglichkeit, die Benzinzufuhr für jeden Zylinder individuell anzupassen. Diese Modifikation hat jedoch einen deutlich höheren Kraftstoffverbrauch als modernere Gegenstücke.
• Parallele Paarinjektion. Es funktioniert identisch mit dem vorherigen, nur funktionieren nicht alle Injektoren, aber sie sind paarweise verbunden. Die Besonderheit dieses Gerätetyps besteht darin, dass sie parallel geschaltet sind, so dass sich ein Spritzgerät öffnet, bevor der Kolben den Einlasshub ausführt, und das andere Spritzbenzin in diesem Moment, bevor die Freigabe von einem anderen Zylinder gestartet wird. Dieses System wird fast nie in Autos installiert. Die meisten elektronischen Einspritzungen beim Umschalten in den Notfallmodus funktionieren jedoch nach diesem Prinzip. Oft wird es aktiviert, wenn der Nockenwellensensor ausfällt (in einer Modifikation mit schrittweiser Einspritzung).
• Phasenweise Modifikation der verteilten Injektion. Dies ist die jüngste Entwicklung solcher Systeme. Es hat die beste Leistung in dieser Kategorie. In diesem Fall wird die gleiche Anzahl von Düsen verwendet, wie sich Zylinder im Motor befinden. Nur vor dem Öffnen der Einlassventile wird gesprüht. Diese Art der Injektion hat den höchsten Wirkungsgrad in dieser Kategorie. Der Kraftstoff wird nicht in den gesamten Verteiler gesprüht, sondern nur in den Teil, aus dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch entnommen wird. Dank dessen zeigt der Verbrennungsmotor einen hervorragenden Wirkungsgrad.

Direkte Injektion

Das Direkteinspritzsystem ist eine Art verteilter Typ. Der einzige Unterschied in diesem Fall ist die Position der Düsen. Sie werden wie Zündkerzen oben am Motor eingebaut, so dass das Spritzgerät den Zylinderraum direkt mit Kraftstoff versorgt.

Autos des Premium-Segments sind mit einem solchen System ausgestattet, da es das teuerste ist, aber heute das effizienteste. Diese Systeme bringen das Mischen von Kraftstoff und Luft auf ein nahezu ideales Niveau, und während des Betriebs des Aggregats wird jeder Mikrotropfen Benzin verwendet.

Mit der Direkteinspritzung können Sie den Betrieb des Motors in verschiedenen Modi genauer regeln. Aufgrund der Konstruktionsmerkmale (neben Ventilen und Kerzen muss auch ein Injektor im Zylinderkopf eingebaut sein) werden sie nicht in Verbrennungsmotoren mit kleinem Hubraum eingesetzt, sondern nur in leistungsstarken Analoga mit großem Volumen.

Ein weiterer Grund für die Verwendung eines solchen Systems nur in teuren Autos besteht darin, dass der Serienmotor ernsthaft modernisiert werden muss, um eine Direkteinspritzung zu installieren. Wenn bei anderen Analoga ein solches Upgrade möglich ist (nur der Ansaugkrümmer muss modifiziert und die erforderliche Elektronik installiert werden), muss in diesem Fall neben der Installation des entsprechenden Steuergeräts und der erforderlichen Sensoren auch der Zylinderkopf erneuert werden. Dies ist bei preisgünstigen Serienaggregaten nicht möglich.

Die Art des Sprühens ist für die Qualität des Benzins sehr skurril, da das Kolbenpaar sehr empfindlich gegenüber kleinsten Schleifmitteln ist und eine konstante Schmierung benötigt. Es muss den Anforderungen des Herstellers entsprechen, damit Fahrzeuge mit ähnlichen Kraftstoffsystemen nicht an fragwürdigen oder unbekannten Tankstellen betankt werden dürfen.

Mit dem Aufkommen fortgeschrittener Modifikationen des direkten Sprühtyps besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass solche Motoren bald Analoga durch mono- und verteilte Einspritzung ersetzen. Zu den moderneren Systemtypen gehören Entwicklungen, bei denen eine Mehrpunkt- oder Schichtinjektion durchgeführt wird. Beide Optionen zielen darauf ab, sicherzustellen, dass die Verbrennung von Benzin so vollständig wie möglich ist und die Wirkung dieses Prozesses den höchsten Wirkungsgrad erreicht.

Die Mehrpunktinjektion wird durch die Sprühfunktion bereitgestellt. In diesem Fall ist die Kammer an verschiedenen Stellen mit mikroskopisch kleinen Kraftstofftröpfchen gefüllt, was eine gleichmäßige Vermischung mit Luft verbessert. Die schichtweise Injektion teilt einen Teil des BTC in zwei Teile. Die Vorinjektion wird zuerst durchgeführt. Dieser Teil des Kraftstoffs entzündet sich schneller, weil mehr Luft vorhanden ist. Nach der Zündung wird der Hauptteil des Benzins zugeführt, das sich nicht mehr durch einen Funken, sondern durch einen vorhandenen Brenner entzündet. Durch diese Konstruktion läuft der Motor ohne Drehmomentverlust reibungsloser.

Ein obligatorischer Mechanismus, der in allen Kraftstoffsystemen dieses Typs vorhanden ist, ist eine Hochdruckkraftstoffpumpe. Damit das Gerät beim Erzeugen des gewünschten Drucks nicht ausfällt, ist es mit einem Kolbenpaar ausgestattet (was es ist und wie es funktioniert, wird beschrieben getrennt). Die Notwendigkeit eines solchen Mechanismus beruht auf der Tatsache, dass der Druck in der Schiene um ein Vielfaches höher sein muss als die Kompression des Motors, da häufig Benzin in die bereits komprimierte Luft gesprüht werden muss.

Kraftstoffeinspritzsensoren

Zusätzlich zu den Schlüsselelementen des Kraftstoffsystems (Drosselklappe, Stromversorgung, Kraftstoffpumpe und Zerstäuber) ist sein Betrieb untrennbar mit dem Vorhandensein verschiedener Sensoren verbunden. Abhängig von der Art der Injektion werden diese Geräte installiert für:

• Bestimmung der Sauerstoffmenge im Abgas. Hierzu wird eine Lambda-Sonde verwendet (wie sie funktioniert, kann abgelesen werden hier). Autos können einen oder zwei Sauerstoffsensoren verwenden (entweder vor oder vor und nach dem Katalysator installiert);
• Nockenwellen-Timing-Definitionen (was ist das? Lernen Sie daraus eine weitere Bewertung), damit das Steuergerät kurz vor dem Ansaugtakt ein Signal zum Öffnen des Spritzgeräts geben kann. Der Phasensensor ist auf der Nockenwelle installiert und wird in Phaseneinspritzsystemen verwendet. Ein Ausfall dieses Sensors schaltet die Steuereinheit in einen paarweise parallelen Einspritzmodus;
• Bestimmung der Kurbelwellendrehzahl. Der Betrieb des Zündmoments sowie anderer Autosysteme hängt vom DPKV ab. Dies ist der wichtigste Sensor im Auto. Wenn es ausfällt, kann der Motor nicht gestartet werden oder er blockiert.
• Berechnen, wie viel Luft vom Motor verbraucht wird. Der Luftmassenmesser hilft dem Steuergerät zu bestimmen, mit welchem ​​Algorithmus die Benzinmenge (Sprühöffnungszeit) berechnet werden soll. Im Falle eines Ausfalls des Luftmassenmessers verfügt die ECU über einen Notfallmodus, der von den Anzeigen anderer Sensoren geleitet wird, z. B. DPKV- oder Notfallkalibrierungsalgorithmen (der Hersteller legt Durchschnittsparameter fest).
• Bestimmung der Motortemperaturbedingungen. Mit dem Temperatursensor im Kühlsystem können Sie die Kraftstoffzufuhr sowie den Zündzeitpunkt einstellen (um eine Detonation aufgrund von Motorüberhitzung zu vermeiden).
• Berechnen Sie die geschätzte oder tatsächliche Belastung des Antriebsstrangs. Hierzu wird ein Drosselsensor verwendet. Es bestimmt, inwieweit der Fahrer das Gaspedal drückt;
• Motorklopfen verhindern. Hierzu wird ein Klopfsensor verwendet. Wenn dieses Gerät scharfe und vorzeitige Stöße in den Zylindern erkennt, stellt der Mikroprozessor den Zündzeitpunkt ein.
• Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn der Mikroprozessor feststellt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die erforderliche Motordrehzahl überschreitet, schalten die "Gehirne" die Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern ab. Dies geschieht beispielsweise, wenn der Fahrer die Motorbremse verwendet. In diesem Modus können Sie bei Abfahrten oder bei Annäherung an eine Kurve Kraftstoff sparen.
• Schätzungen der Vibrationsmenge, die den Motor beeinflusst. Dies geschieht, wenn Fahrzeuge auf unebenen Straßen fahren. Vibrationen können zu Fehlzündungen führen. Diese Sensoren werden in Motoren verwendet, die den Normen Euro 3 und höher entsprechen.

Keine Steuereinheit arbeitet ausschließlich auf der Grundlage von Daten eines einzelnen Sensors. Je mehr dieser Sensoren im System vorhanden sind, desto effizienter berechnet die ECU die Kraftstoffeigenschaften des Motors.

Durch den Ausfall einiger Sensoren wird das Steuergerät in den Notfallmodus versetzt (das Motorsymbol leuchtet auf der Instrumententafel auf), der Motor arbeitet jedoch weiterhin gemäß vorprogrammierten Algorithmen. Das Steuergerät kann auf Anzeigen der Betriebszeit des Verbrennungsmotors, seiner Temperatur, Kurbelwellenposition usw. oder einfach auf einer programmierten Tabelle mit verschiedenen Variablen basieren.

Exekutivmechanismen

Wenn die elektronische Steuereinheit Daten von allen Sensoren empfangen hat (deren Nummer in den Programmcode des Geräts eingearbeitet ist), sendet sie den entsprechenden Befehl an die Aktuatoren des Systems. Abhängig von der Modifikation des Systems können diese Geräte ein eigenes Design haben.

Diese Mechanismen umfassen:

• Sprühgeräte (oder Düsen). Sie sind hauptsächlich mit einem Magnetventil ausgestattet, das von einem ECU-Algorithmus gesteuert wird.
• Benzinpumpe. Einige Automodelle haben zwei davon. Man versorgt die Hochdruckkraftstoffpumpe mit Kraftstoff aus dem Tank, die in kleinen Portionen Benzin in die Schiene pumpt. Dies schafft eine ausreichende Förderhöhe in der Hochdruckleitung. Solche Modifikationen der Pumpen sind nur in Direkteinspritzsystemen erforderlich, da bei einigen Modellen die Düse den Kraftstoff in die Druckluft sprühen muss;
• Das Elektronikmodul der Zündanlage - empfängt im richtigen Moment ein Signal zur Funkenbildung. Dieses Element in den neuesten Modifikationen von Bordsystemen ist Teil der Steuereinheit (sein Niederspannungsteil und der Hochspannungsteil ist eine Zweikreis-Zündspule, die eine Ladung für eine bestimmte Zündkerze erzeugt, und in teureren Versionen ist an jeder Zündkerze eine einzelne Spule installiert).
• Leerlaufdrehzahlregler. Es wird in Form eines Schrittmotors präsentiert, der den Luftdurchgang im Bereich der Drosselklappe reguliert. Dieser Mechanismus ist erforderlich, um die Leerlaufdrehzahl des Motors bei geschlossenem Gas aufrechtzuerhalten (der Fahrer tritt nicht auf das Gaspedal). Dies erleichtert das Aufwärmen des gekühlten Motors - Sie müssen im Winter nicht in einer kalten Kabine sitzen und tanken, damit der Motor nicht abgewürgt wird.
• Um das Temperaturregime zu regulieren (dieser Parameter beeinflusst auch die Benzinversorgung der Zylinder), aktiviert das Steuergerät regelmäßig den in der Nähe des Hauptkühlers installierten Kühlerlüfter. Die neueste Generation der BMW Modelle ist mit einem Kühlergrill mit verstellbaren Lamellen ausgestattet, um die Temperatur während der Fahrt bei kaltem Wetter zu halten und das Aufwärmen des Motors zu beschleunigen. (Damit der Verbrennungsmotor nicht überkühlt, drehen sich die vertikalen Rippen und blockieren den Zugang des Kaltluftstroms zum Motorraum). Diese Elemente werden auch vom Mikroprozessor basierend auf Daten vom Kühlmitteltemperatursensor gesteuert.

Das elektronische Steuergerät zeichnet auch auf, wie viel Kraftstoff das Fahrzeug verbraucht hat. Diese Informationen ermöglichen es der Software, die Motormodi so anzupassen, dass sie die maximale Leistung für eine bestimmte Situation liefert, gleichzeitig aber die minimale Benzinmenge verbraucht. Während die meisten Autofahrer dies als Problem für ihren Geldbeutel ansehen, erhöht eine schlechte Verbrennung von Kraftstoff die Abgasverschmutzung. Alle Hersteller verlassen sich in erster Linie auf diesen Indikator.

Der Mikroprozessor berechnet die Anzahl der Öffnungen der Düsen, um den Kraftstoffverbrauch zu bestimmen. Natürlich ist dieser Indikator relativ, da die Elektronik nicht perfekt berechnen kann, wie viel Kraftstoff in diesen Sekundenbruchteilen durch die Düsen der Injektoren geleitet wurde, während sie geöffnet waren.

Zusätzlich sind moderne Autos mit einem Adsorber ausgestattet. Dieses Gerät ist in einem geschlossenen Benzindampfzirkulationssystem des Kraftstofftanks installiert. Jeder weiß, dass Benzin dazu neigt, zu verdampfen. Um zu verhindern, dass Benzindämpfe in die Atmosphäre gelangen, leitet der Adsorber diese Gase durch sich selbst, filtert sie heraus und sendet sie zur Nachverbrennung an die Zylinder.

Elektronische Steuereinheit

Kein Zwangsbenzinsystem funktioniert ohne ein elektronisches Steuergerät. Dies ist ein Mikroprozessor, in den das Programm eingenäht ist. Die Software wird vom Autohersteller für ein bestimmtes Automodell entwickelt. Der Mikrocomputer ist für eine bestimmte Anzahl von Sensoren sowie für einen bestimmten Betriebsalgorithmus konfiguriert, falls ein Sensor ausfällt.

Der Mikroprozessor selbst besteht aus zwei Elementen. Die erste speichert die Hauptfirmware - die Einstellung des Herstellers oder die Software, die vom Master während des Chip-Tunings installiert wird (warum dies erforderlich ist, wird in beschrieben ein anderer Artikel).

Der zweite Teil der ECU ist der Kalibrierungsblock. Dies ist eine Alarmschaltung, die vom Motorhersteller konfiguriert wird, falls das Gerät kein Signal von einem bestimmten Sensor erfasst. Dieses Element ist für eine große Anzahl von Variablen programmiert, die aktiviert werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Angesichts der Komplexität der Kommunikation zwischen dem Steuergerät, seinen Einstellungen und Sensoren sollten Sie auf die Signale achten, die auf der Instrumententafel angezeigt werden. Wenn bei preisgünstigen Autos ein Problem auftritt, leuchtet das Motorsymbol einfach auf. Um eine Fehlfunktion im Einspritzsystem zu erkennen, müssen Sie den Computer an den ECU-Servicestecker anschließen und eine Diagnose durchführen.

Um dieses Verfahren zu vereinfachen, ist in teureren Fahrzeugen ein Bordcomputer installiert, der unabhängig eine Diagnose durchführt und einen bestimmten Fehlercode ausgibt. Die Dekodierung solcher Servicemeldungen finden Sie im Transportservicebuch oder auf der offiziellen Website des Herstellers.

Welche Injektion ist besser?

Diese Frage stellt sich bei den Besitzern von Autos mit den betrachteten Kraftstoffsystemen. Die Antwort darauf hängt von verschiedenen Faktoren ab. Wenn der Preis der Frage beispielsweise die Wirtschaftlichkeit der Maschine, die Einhaltung hoher Umweltstandards und die maximale Effizienz bei der Verbrennung von BTC ist, ist die Antwort eindeutig: Direkteinspritzung ist besser, da sie dem Ideal am nächsten kommt. Ein solches Auto wird jedoch nicht billig sein, und aufgrund der Konstruktionsmerkmale des Systems wird der Motor ein großes Volumen haben.

Wenn ein Autofahrer jedoch seinen Transport modernisieren möchte, um die Leistung des Verbrennungsmotors durch Demontage des Vergasers und Einbau von Einspritzdüsen zu steigern, muss er bei einer der verteilten Einspritzoptionen anhalten (Einzeleinspritzung wird nicht angegeben, da dies eine alte Entwicklung ist, die nicht viel effizienter als ein Vergaser ist). Ein solches Kraftstoffsystem wird einen niedrigen Preis haben, und es ist auch nicht so skurril für die Qualität von Benzin.

Die Zwangseinspritzung hat gegenüber einem Vergaser folgende Vorteile:

• Die Transportwirtschaft steigt. Schon die ersten Injektorkonstruktionen zeigen eine Durchflussreduzierung von etwa 40 Prozent;
• Die Leistung des Geräts erhöht sich insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, wodurch es für Anfänger einfacher ist, mit dem Injektor das Fahren zu lernen.
• Zum Starten des Motors sind vom Fahrer weniger Aktionen erforderlich (der Vorgang ist vollständig automatisiert).
• Bei einem kalten Motor muss der Fahrer die Drehzahl nicht regeln, damit der Verbrennungsmotor beim Aufwärmen nicht zum Stillstand kommt.
• Die Dynamik des Motors nimmt zu;
• Das Kraftstoffversorgungssystem muss nicht angepasst werden, da dies von der Elektronik abhängig von der Motorbetriebsart erfolgt.
• Die Kontrolle der Gemischzusammensetzung wird durchgeführt, was die Umweltfreundlichkeit der Emissionen erhöht;
• Bis zur Euro-3-Stufe muss das Kraftstoffsystem nicht planmäßig gewartet werden (alles, was benötigt wird, ist das Auswechseln der ausgefallenen Teile).
• Es wird möglich, eine Wegfahrsperre in das Auto einzubauen (diese Diebstahlsicherung wird ausführlich beschrieben getrennt);
• Bei einigen Automodellen wird der Motorraum durch Entfernen der "Pfanne" vergrößert.
• Die Emission von Benzindämpfen aus dem Vergaser bei niedrigen Motordrehzahlen oder während eines langen Stopps wird ausgeschlossen, wodurch das Risiko ihrer Entzündung außerhalb der Zylinder verringert wird.
• Bei einigen Vergasermaschinen kann bereits ein leichtes Wanken (manchmal reicht eine Neigung von 15 Prozent aus) dazu führen, dass der Motor stoppt oder der Vergaser nicht ausreichend funktioniert.
• Der Vergaser ist auch stark vom atmosphärischen Druck abhängig, was die Motorleistung stark beeinträchtigt, wenn die Maschine in Berggebieten betrieben wird.

Trotz der klaren Vorteile gegenüber Vergasern haben Injektoren noch einige Nachteile:

• In einigen Fällen sind die Kosten für die Wartung des Systems sehr hoch.
• Das System selbst besteht aus zusätzlichen Mechanismen, die ausfallen können.
• Für die Diagnose sind elektronische Geräte erforderlich, obwohl auch einige Kenntnisse erforderlich sind, um den Vergaser richtig einzustellen.
• Das System ist vollständig von Elektrizität abhängig. Bei der Aufrüstung des Motors muss daher auch der Generator ausgetauscht werden.
• In einem elektronischen System können manchmal Fehler aufgrund von Inkompatibilität zwischen Hardware und Software auftreten.

Die schrittweise Verschärfung der Umweltstandards sowie ein allmählicher Anstieg der Benzinpreise führen dazu, dass viele Autofahrer auf Fahrzeuge mit Einspritzmotoren umsteigen.

Darüber hinaus empfehlen wir, ein kurzes Video darüber anzusehen, was ein Kraftstoffsystem ist und wie jedes Element funktioniert:

Fahrzeugkraftstoffsystem. Gerät, Funktionsprinzip und Störungen!

Fragen und Antworten:

Welche Kraftstoffeinspritzsysteme gibt es? Es gibt nur zwei grundsätzlich unterschiedliche Kraftstoffeinspritzsysteme. Monoeinspritzung (analog eines Vergasers, nur Kraftstoff wird von einer Düse zugeführt). Multipoint-Einspritzung (Düsen spritzen Kraftstoff in das Saugrohr).

Wie funktioniert das Kraftstoffeinspritzsystem? Beim Öffnen des Einlassventils spritzt der Injektor Kraftstoff in das Saugrohr, das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird natürlich oder durch Turboaufladung angesaugt.

Wie funktioniert das Kraftstoffeinspritzsystem? Je nach Systemtyp spritzen die Injektoren Kraftstoff entweder in das Saugrohr oder direkt in die Zylinder. Der Einspritzzeitpunkt wird von der ECU bestimmt.

Чwas spritzt benzin in den motor? Wenn das Kraftstoffsystem verteilte Einspritzung ist, ist an jedem Saugrohr ein Injektor installiert, der BTC aufgrund des darin befindlichen Unterdrucks in den Zylinder saugt. Bei Direkteinspritzung wird dem Zylinder Kraftstoff zugeführt.