Injektor – was ist das? Wie es funktioniert und wozu es dient

In der Automobilwelt gibt es zwei Kraftstoffsysteme, die in Verbrennungsmotoren verwendet werden. Der erste ist Vergaser und der zweite ist Einspritzung. Wenn früher alle Autos mit Vergasern ausgestattet waren (und die Leistung des Verbrennungsmotors auch von ihrer Anzahl abhing), wird in den neuesten Fahrzeuggenerationen der meisten Autohersteller ein Injektor verwendet.

Überlegen Sie, wie sich dieses System von einem Vergasersystem unterscheidet, welche Arten von Injektoren es gibt und welche Vor- und Nachteile es hat.

Was ist ein Injektor?

Ein Injektor ist ein elektromechanisches System in einem Auto, das zur Bildung des Luft / Kraftstoff-Gemisches beiträgt. Dieser Begriff bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor, der Kraftstoff einspritzt, bezieht sich aber auch auf ein Mehrzerstäuber-Kraftstoffsystem.

Der Injektor wird mit jeder Art von Kraftstoff betrieben, dank dessen er für Diesel-, Benzin- und Gasmotoren verwendet wird. Bei Benzin und Gasgeräten ist das Kraftstoffsystem des Motors identisch (dank dessen kann LPG zum Kombinieren von Kraftstoff darauf installiert werden). Das Funktionsprinzip der Dieselversion ist identisch, nur dass sie unter hohem Druck arbeitet.

Injektor - Erscheinungsgeschichte

Die ersten Einspritzsysteme erschienen ungefähr zur gleichen Zeit wie Vergaser. Die allererste Version des Injektors war Einzeleinspritzung. Die Ingenieure erkannten sofort, dass, wenn es möglich ist, den Durchfluss der in die Zylinder eintretenden Luft zu messen, eine dosierte Zufuhr von Kraftstoff unter Druck organisiert werden kann.

Damals waren Injektoren nicht weit verbreitet, da der wissenschaftliche und technologische Fortschritt noch nicht so weit fortgeschritten war, dass Autos mit Einspritzmotoren für normale Autofahrer verfügbar waren.

Am einfachsten in Bezug auf Design und zuverlässige Technik waren Vergaser. Darüber hinaus konnte bei der Installation modernisierter Versionen oder mehrerer Geräte an einem Motor die Leistung erheblich gesteigert werden, was die Teilnahme solcher Autos an Autowettbewerben bestätigt.

Der erste Bedarf an Injektoren entstand bei Motoren, die in der Luftfahrt verwendet wurden. Aufgrund häufiger und schwerer Überlastung floss der Kraftstoff nicht gut durch den Vergaser. Aus diesem Grund wurde während des Zweiten Weltkriegs in Jägern die fortschrittliche Technologie der forcierten Kraftstoffeinspritzung (Injektor) verwendet.

Da der Injektor selbst den für den Betrieb des Geräts notwendigen Druck erzeugt, hat er keine Angst vor Überlastungen des Flugzeugs im Flug. Flugzeuginjektoren hörten auf, sich zu verbessern, als Kolbenmotoren durch Düsentriebwerke ersetzt wurden.

Im gleichen Zeitraum machten Sportwagenentwickler auf die Vorzüge von Injektoren aufmerksam. Im Vergleich zu Vergasern stellte der Injektor dem Motor bei gleichem Zylindervolumen mehr Leistung zur Verfügung. Nach und nach wanderte innovative Technologie vom Sport zum zivilen Transport.

In der Automobilindustrie begann man unmittelbar nach dem Zweiten Weltkrieg mit der Einführung von Injektoren. Bosch war führend in der Entwicklung von Einspritzsystemen. Zuerst erschien der mechanische Injektor K-Jetronic und dann seine elektronische Version - KE-Jetronic. Dank der Einführung der Elektronik konnten die Ingenieure die Leistung des Kraftstoffsystems steigern.

Wie der Injektor funktioniert

Das einfachste Einspritzsystem enthält die folgenden Elemente:

• ECU;
• Elektrische Benzinpumpe;
• Düse (je nach Systemtyp kann es sich um eine oder mehrere handeln);
• Luft- und Drosselsensoren;
• Kraftstoffdruckregelung.

Das Kraftstoffsystem arbeitet nach folgendem Schema:

• Ein Luftsensor zeichnet das in den Motor eintretende Volumen auf.
• Von dort geht das Signal an die Steuereinheit. Zusätzlich zu diesem Parameter empfängt das Hauptgerät Informationen von anderen Geräten - dem Kurbelwellensensor, der Motor- und Lufttemperatur, der Drosselklappe usw.;
• Das Gerät analysiert die Daten und berechnet, mit welchem ​​Druck und zu welchem ​​Zeitpunkt die Brennkammer oder der Verteiler mit Kraftstoff versorgt werden soll (abhängig von der Art des Systems).
• Der Zyklus endet mit einem Signal zum Öffnen der Düsennadel.

Weitere Details zur Funktionsweise des Einspritzsystems des Fahrzeugs finden Sie im folgenden Video:

Kraftstoffversorgungssystem an einem Einspritzfahrzeug

Injektorgerät

Der Injektor wurde erstmals 1951 von Bosch entwickelt. Diese Technologie wurde im Zweitakt-Goliath 700 eingesetzt. Drei Jahre später wurde es in den Mercedes 300 SL eingebaut.

Da dieses Kraftstoffsystem eine Kuriosität und sehr teuer war, zögerten die Automobilhersteller, es in die Reihe der Aggregate aufzunehmen. Mit der Verschärfung der Umweltvorschriften nach der globalen Kraftstoffkrise waren alle Marken gezwungen, ihre Fahrzeuge mit einem solchen System auszustatten. Die Entwicklung war so erfolgreich, dass heute alle Autos standardmäßig mit einem Injektor ausgestattet sind.

Das Design des Systems selbst und das Funktionsprinzip sind bereits bekannt. Der Zerstäuber selbst enthält die folgenden Elemente:

• Eine Gummidichtung, durch die an der Stelle, an der die Brennstoffzelle angeschlossen ist, keine Luft in den Leitungskreislauf gelangen kann.
• Feinfilter verhindert Verstopfen der Sprühöffnung;
• Anschluss zum Anschließen von Drähten;
• Elektromagnet - setzt die Nadel in Bewegung;
• Die Wicklung des Elektromagneten aktiviert die Bewegung des Magneten selbst;
• Eine Feder, die die erhabene Nadel an ihren Platz zurückbringt;
• Eine Gummidichtung, die verhindert, dass Luft zwischen dem Ansaugkrümmer und den Wänden der Düse eindringt.
• Nadel - erfüllt die Funktion eines Ventils, durch das Kraftstoff eingespritzt wird;
• Modelle, die in Direkteinspritzsystemen verwendet werden, verfügen über eine zusätzliche Schutzhaube. Es verhindert eine Überhitzung des Gehäuses, wenn sich das HTS entzündet.

Arten von Einspritzdüsen

Auch unterscheiden sich die Düsen untereinander im Prinzip der Kraftstoffzerstäubung. Hier sind ihre Hauptparameter.

Elektromagnetische Düse

Die meisten Benzinmotoren sind mit solchen Einspritzdüsen ausgestattet. Diese Elemente haben ein Magnetventil mit Nadel und Düse. Während des Betriebs des Geräts wird Spannung an die Magnetwicklung angelegt.

Die Pulsfrequenz wird von der Steuereinheit gesteuert. Wenn ein Strom an die Wicklung angelegt wird, wird darin ein Magnetfeld mit der entsprechenden Polarität gebildet, wodurch sich der Ventilanker bewegt und mit ihm die Nadel steigt. Sobald die Spannung in der Wicklung verschwindet, bewegt die Feder die Nadel an ihren Platz. Der hohe Kraftstoffdruck erleichtert das Zurücksetzen des Verriegelungsmechanismus.

Elektrohydraulische Düse

Diese Art von Spray wird in Dieselmotoren verwendet (einschließlich der Modifikation des Common Rail-Kraftstoffverteilers). Das Spritzgerät hat auch ein Magnetventil, nur die Düse hat Klappen (Einlass und Auslass). Wenn der Elektromagnet nicht erregt ist, bleibt die Nadel an Ort und Stelle und wird durch den Kraftstoffdruck gegen den Sitz gedrückt.

Wenn der Computer ein Signal an die Ablassdrossel sendet, gelangt Dieselkraftstoff in die Kraftstoffleitung. Der Druck auf den Kolben wird geringer, nimmt jedoch an der Nadel nicht ab. Aufgrund dieses Unterschieds steigt die Nadel an und durch das Loch tritt der Dieselkraftstoff unter hohem Druck in den Zylinder ein.

Piezoelektrische Düse

Dies ist die neueste Entwicklung auf dem Gebiet der Einspritzsysteme. Es wird hauptsächlich in Dieselmotoren eingesetzt. Einer der Vorteile dieser Modifikation gegenüber der ersten ist, dass sie viermal schneller arbeitet. Darüber hinaus ist die Dosierung in solchen Geräten genauer.

Die Vorrichtung einer solchen Düse umfasst auch ein Ventil und eine Nadel, aber auch ein piezoelektrisches Element mit einem Drücker. Der Zerstäuber arbeitet nach dem Prinzip der Druckdifferenz wie bei einem elektrohydraulischen Analogon. Der einzige Unterschied ist der Piezokristall, der unter Spannung seine Länge ändert. Wenn ein elektrischer Impuls an ihn angelegt wird, wird seine Länge länger.

Der Kristall wirkt auf den Drücker. Dies bewegt das Ventil auf. Kraftstoff tritt in die Leitung ein und es entsteht eine Druckdifferenz, wodurch die Nadel das Loch zum Sprühen von Dieselkraftstoff öffnet.

Arten von Einspritzsystemen

Die ersten Konstruktionen von Injektoren hatten nur teilweise elektrische Komponenten. Der größte Teil des Designs bestand aus mechanischen Komponenten. Die neueste Systemgeneration ist bereits mit einer Vielzahl elektronischer Elemente ausgestattet, die einen stabilen Motorbetrieb und eine Kraftstoffdosierung von höchster Qualität gewährleisten.

Bisher wurden nur drei Kraftstoffeinspritzsysteme entwickelt:

• Monoinjektion;
• Mehrfachinjektion;
• Direkte Injektion.

Zentrales Einspritzsystem (Einzeleinspritzung)

In modernen Autos ist ein solches System praktisch nicht zu finden. Es hat einen einzelnen Kraftstoffinjektor, der genau wie der Vergaser im Ansaugkrümmer eingebaut ist. Im Verteiler wird Benzin mit Luft gemischt und gelangt mit Hilfe der Traktion in den entsprechenden Zylinder.

Der Vergasermotor unterscheidet sich vom Einspritzmotor mit Einzeleinspritzung nur dadurch, dass im zweiten Fall eine Zwangszerstäubung durchgeführt wird. Dies teilt die Charge in kleinere Partikel auf. Dies sorgt für eine verbesserte Verbrennung des BTC.

Dieses System hat jedoch einen erheblichen Nachteil, weshalb es schnell veraltet ist. Da das Spritzgerät zu weit von den Einlassventilen entfernt installiert war, waren die Zylinder ungleichmäßig gefüllt. Dieser Faktor beeinflusste die Stabilität des Verbrennungsmotors erheblich.

Verteiltes Einspritzsystem (Mehrfacheinspritzung)

Das Mehrfacheinspritzsystem ersetzte schnell das oben erwähnte Analogon. Bisher gilt es als das Optimum für Benzinmotoren. Dabei erfolgt auch die Einspritzung in den Ansaugkrümmer, nur hier entspricht die Anzahl der Einspritzdüsen der Anzahl der Zylinder. Sie werden so nah wie möglich an den Einlassventilen installiert, wodurch die Kammer jedes Zylinders ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit der gewünschten Zusammensetzung erhält.

Das verteilte Einspritzsystem ermöglichte es, die "Völlerei" von Motoren zu reduzieren, ohne an Leistung zu verlieren. Darüber hinaus entsprechen solche Maschinen eher den Umweltstandards als Vergaser-Gegenstücke (und solche, die mit einer einzigen Einspritzung ausgestattet sind).

Der einzige Nachteil solcher Systeme besteht darin, dass aufgrund des Vorhandenseins einer großen Anzahl von Aktuatoren die Abstimmung und Wartung des Kraftstoffsystems schwierig genug ist, um in Ihrer eigenen Garage durchgeführt zu werden.

Direkteinspritzsystem

Dies ist die neueste Entwicklung für Benzin und Gasmotoren. Dieselmotoren sind die einzige Art der Einspritzung, die in ihnen verwendet werden kann.

In einem direkten Kraftstoffzufuhrsystem hat jeder Zylinder einen einzelnen Injektor, wie in einem verteilten System. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Sprühgeräte direkt über der Brennkammer des Zylinders installiert sind. Das Sprühen erfolgt direkt in den Arbeitsraum unter Umgehung des Ventils.

Diese Modifikation ermöglicht es, den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen, seinen Verbrauch weiter zu reduzieren und den Verbrennungsmotor aufgrund der hochwertigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches umweltfreundlicher zu machen. Wie bei der vorherigen Modifikation hat dieses System eine komplexe Struktur und erfordert hochwertigen Kraftstoff.

Der Unterschied zwischen Vergaser und Injektor

Der wichtigste Unterschied zwischen diesen Geräten besteht im MTC-Bildungsschema und im Prinzip seiner Einreichung. Wie wir herausgefunden haben, führt der Injektor eine Zwangseinspritzung von Benzin, Gas oder Dieselkraftstoff durch und aufgrund der Zerstäubung mischt sich der Kraftstoff besser mit Luft. Im Vergaser spielt die Qualität des Wirbels, der in der Luftkammer erzeugt wird, eine große Rolle.

Der Vergaser verbraucht weder die vom Generator erzeugte Energie noch benötigt er eine komplexe Elektronik zum Betrieb. Alle darin enthaltenen Elemente sind ausschließlich mechanisch und arbeiten auf der Grundlage physikalischer Gesetze. Der Injektor funktioniert nicht ohne Steuergerät und Strom.

Was ist besser: Vergaser oder Injektor?

Die Antwort auf diese Frage ist relativ. Wenn Sie ein neues Auto kaufen, haben Sie keine Wahl - Vergaserautos sind bereits in der Geschichte. In einem Autohaus können Sie nur ein Einspritzmodell kaufen. Es gibt jedoch immer noch viele Fahrzeuge mit Vergasermotor auf dem Sekundärmarkt, und ihre Anzahl wird in naher Zukunft nicht sinken, da die Fabriken weiterhin Ersatzteile für sie produzieren.

Bei der Auswahl des Motortyps ist zu berücksichtigen, unter welchen Bedingungen die Maschine eingesetzt wird. Wenn der Hauptmodus ein ländliches Gebiet oder eine kleine Stadt ist, macht die Vergasermaschine ihre Arbeit gut. In solchen Gebieten gibt es nur wenige hochwertige Tankstellen, an denen der Injektor ordnungsgemäß repariert werden kann, und der Vergaser kann sogar selbst repariert werden (YouTube hilft dabei, das Niveau der Selbstbildung zu verbessern).

In Großstädten können Sie mit dem Injektor (im Vergleich zum Vergaser) bei schleppenden Bedingungen und häufigem Stau viel sparen. Ein solcher Motor benötigt jedoch einen bestimmten Kraftstoff (mit einer höheren Oktanzahl als bei einem einfacheren Typ eines Verbrennungsmotors).

Das folgende Video zeigt am Beispiel eines Motorrad-Kraftstoffsystems die Vor- und Nachteile von Vergasern und Einspritzdüsen:

Einspritzdüse gegen Vergaser. Was ist besser? | Stimme von Bezdok | MC Garage @MotorcyclistMag

Pflege des Einspritzmotors

Die Wartung eines Einspritzkraftstoffsystems ist kein so schwieriges Verfahren. Die Hauptsache ist, die Empfehlungen des Herstellers für die routinemäßige Wartung zu befolgen:

• Wechseln Sie den Luftfilter rechtzeitig.
• Vergessen Sie nicht, den Feinkraftstofffilter auszutauschen.
• Überprüfen Sie die Kontakte des Systemsensors regelmäßig auf Öl- oder Staubverunreinigungen.
• Fahren Sie nicht mit einem fast leeren Tank (dies ist häufig der Grund für den Ausfall der Kraftstoffpumpe).
• Füllen Sie den Tank mit dem richtigen Kraftstoff.

Diese einfachen Regeln vermeiden unnötigen Abfall bei der Reparatur fehlerhafter Elemente. Diese Funktion wird vom elektronischen Steuergerät zur Einstellung der Betriebsart des Motors ausgeführt. Nur wenn kein Signal von einem der Sensoren auf der Instrumententafel vorliegt, leuchtet das Signal Check Engine auf.

Selbst bei ordnungsgemäßer Wartung ist es manchmal erforderlich, die Einspritzdüsen zu reinigen.

Injektor spülen

Die folgenden Faktoren können auf die Notwendigkeit eines solchen Verfahrens hinweisen:

• Der Motor startet nicht gut;
• Schwebende Leerlaufdrehzahl;
• Verminderte Dynamik beim Übertakten;
• Das Auto ist "gefräßiger" geworden.

Grundsätzlich sind die Einspritzdüsen aufgrund von Verunreinigungen im Kraftstoff verstopft. Sie sind so klein, dass sie durch die Filterelemente des Filters sickern.

Der Injektor kann auf zwei Arten gespült werden: Bringen Sie das Auto zur Tankstelle und führen Sie den Vorgang am Stand durch oder verwenden Sie spezielle Chemikalien. Das zweite Verfahren wird in der folgenden Reihenfolge ausgeführt:

• Zunächst müssen Sie ein alternatives Kraftstoffsystem erstellen - einen kleinen Behälter mit Kraftstoff, dem ein Luftreiniger zugesetzt wird (die Konzentration des Stoffes ist auf dem Behälter angegeben, aber häufig ist ein Liter Flüssigkeit für die Verarbeitung von 2,5 Litern Motorvolumen ausgelegt). Hier ist eine weitere Kraftstoffpumpe installiert;
• Der Motor wird auf Betriebstemperatur erwärmt;
• Danach müssen Sie die Hauptkraftstoffpumpe abschalten. Entfernen Sie dazu einfach die Sicherung.
• Mehrmals wird versucht, den Motor ohne Pumpe zu starten. Dies ist notwendig, damit der Druck in der Leitung abfällt;
• Der Kraftstoffzufuhrschlauch ist nicht angeschlossen.
• Der Rücklaufschlauch muss verstopft sein. Dazu wird es von der Armatur entfernt und eine dicke Schraube hineingeschraubt;
• Ein neues Kraftstoffsystem ist angeschlossen;
• Der Motor startet. Er sollte 5 Minuten arbeiten, danach ist er eingeklemmt;
• Damit das Mittel Ablagerungen in den Düsen angreifen kann, müssen Sie einige Minuten warten und den Verbrennungsmotor erneut starten.
• Lassen Sie den Motor etwa 30 Minuten lang laufen und erhöhen Sie die Drehzahl regelmäßig auf einen Wert von 2500 U / min.
• Das alternative Kraftstoffsystem ist nicht angeschlossen und das Standardsystem ist angeschlossen.
• Der Motor wird 10 Minuten lang gestartet, um alle Reinigungsmittelreste zu entfernen.
• Nach Abschluss des Vorgangs werden die Zündkerzen durch neue ersetzt.

Es ist zu beachten, dass durch diese Reinigung keine Verunreinigungen aus dem Kraftstofftank entfernt werden. Das heißt, wenn die Ursache für die Verstopfung minderwertiger Kraftstoff ist, muss dieser vollständig aus dem Tank abgelassen und mit sauberem Kraftstoff gefüllt werden.

Wie sicher dieses Verfahren ist, sehen Sie im Video:

Spülen Sie den Injektor, ohne ihn von Hand zu entfernen. So spülen Sie das LAVR ML101 Einspritzsystem

Häufige Injektorfehlfunktionen

Trotz der hohen Zuverlässigkeit der Injektoren und ihrer Effizienz ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls dieses Systems umso größer, je feiner gearbeitete Elemente im System sind. so ist die Realität, und es hat die Einspritzdüsen nicht umgangen.

Hier die häufigsten Schäden am Einspritzsystem:

• Ausfall der Kraftstoffpumpe (natürlicher Verschleiß und Kraftstoff minderer Qualität);
• Düsenbruch (Kraftstoff minderer Qualität - Verstopfung, Ventilausfall);
• Verstopfung des Luftmassenmessers (seltener fällt sein Analog, der Absolutdrucksensor aus);
• Oxidation von Elektroniksteckern;
• Ausfall des Budget-Drosselklappensensors;
• Verstopfte Drosselkanäle;
• Luft tritt in den Kraftstoff ein.

Die meisten Ausfälle führen zu einem instabilen Betrieb des Aggregats. Sein vollständiger Stopp erfolgt aufgrund des Ausfalls der Kraftstoffpumpe, aller Injektoren auf einmal und des Ausfalls des DPKV. Das Steuergerät versucht, die restlichen Probleme zu umgehen und den Betrieb des Verbrennungsmotors zu stabilisieren (in diesem Fall leuchtet das Motorsymbol auf dem ordentlichen).

Vor- und Nachteile des Injektors

Die Vorteile des Injektors umfassen:

• Effizientere Bildung des Luft-Kraftstoff-Gemisches;
• Die Leistung des Aggregats ist im Vergleich zu einem Vergasermotor mit den gleichen Parametern um bis zu 10 Prozent höher;
• Die Elektronik verbraucht wirtschaftlicher Kraftstoff und verteilt das Einspritzmoment effizienter.
• Die Emissionen des Injektors sind fast 75 Prozent umweltfreundlicher als die des Vergasers.
• Höhere Stabilität - Elektronik muss nicht so oft eingestellt werden wie mechanische Geräte.
• Im Winter geht der Einspritzmotor schneller in den Betriebsmodus - er benötigt keine Langzeitheizung.

Zusätzlich zu den Vorteilen weist dieses System erhebliche Nachteile auf, die es Autofahrern mit geringem Einkommen nicht ermöglichen, den Vergaser zu bevorzugen:

• Die Kosten des Systems selbst, seiner Wartung oder Reparatur sind viel teurer als die gleichen Parameter wie die des Vergasers;
• Für die Diagnose benötigen Sie einen Spezialisten mit Spezialausrüstung.
• Elektronik oder Sensoren von Einspritzmotoren fallen selten aus, aber wenn dies passiert, müssen Sie einen angemessenen Betrag ausgeben, um das Auto wieder in seine vorherige Dynamik zu versetzen.
• Der mit einem Injektor ausgestattete Motor ist selektiv für die Kraftstoffqualität. Wenn der Vergaser mit 92. Benzin einwandfrei läuft, benötigt der Injektor mindestens 95 ..

Das Kraftstoffeinspritzsystem hat sich als recht stabil und zuverlässig erwiesen. Wenn Sie jedoch den Vergasermotor Ihres Autos aufrüsten möchten, sollten Sie die Vor- und Nachteile abwägen.

Video zur Funktionsweise des Injektors

Hier ein kurzes Video zur Funktionsweise eines modernen Motors mit Einspritzsystem:

Kraftstoffversorgungssystem an einem Einspritzfahrzeug

Fragen und Antworten:

Was ist ein Injektor in einfachen Worten? Von der englischen Injektion (Injektion oder Injektion). Grundsätzlich handelt es sich um einen Injektor, der Kraftstoff in das Saugrohr oder direkt in den Zylinder spritzt.

Was bedeutet ein Injektionsfahrzeug? Dies ist ein Fahrzeug, das ein Kraftstoffsystem mit Einspritzdüsen verwendet, die Benzin / Dieselkraftstoff in die Motorzylinder oder den Ansaugkrümmer spritzen.

Wozu dient der Injektor im Auto? Da der Injektor Teil des Kraftstoffsystems ist, ist der Injektor dafür ausgelegt, Kraftstoff im Motor mechanisch zu zerstäuben. Es kann ein Diesel- oder Benzininjektor sein.