Сравнительно недавно под капотом любого автомобильного двигателя, работающего на бензине, можно было найти карбюратор - прибор, отвечающий за наполнение цилиндров топливной смесью. В последнее время ему на смену пришло новое устройство - инжектор.

Однако не каждый знает, в чем состоит отличие между ними. Предлагаемая статья содержит информацию о технических особенностях упомянутых систем.

Исторический экскурс

Первый жидкостный карбюратор, работающий по принципу испарения, был создан в 1872-м, по другим данным - в 1876 году. А через 20 лет (1893) итальянец Донат Банки разработал прибор, в основе которого лежало распыление бензина. Постепенно совершенствуясь и обрастая различными системами, он просуществовал на автомобильных двигателях почти столетие.

Родословная инжектора берет свое начало с тех же времен. Еще начиная с 1902 года, двигатели французского инженера и гонщика Левассера содержали некоторые элементы механического впрыска топлива.

Идею позаимствовали авиационные конструкторы, заинтересованные тем, что работа инжектора не зависит от силы гравитации. К окончанию второй мировой войны появились на некоторых самолетах воюющих сторон, включая и СССР.

Впервые на серийном автомобиле механический принудительный впрыск получил Mercedes-Benz 300SL («Крыло Чайки») в 1954 году. А впрыск топлива с электронным управлением был опробован итальянцами еще до войны.

С 80-х годов минувшего столетия получают массовое распространение в связи с появлением доступных электронных компонентов для создания электронных систем управления двигателем . На современных автомобилях практически не встречаются, кроме некоторых гоночных болидов.

Принцип работы карбюратора

Сarburation, в переводе с английского, - газификация, насыщение воздуха парами, смесеобразование. А карбюратор - это смеситель, то есть устройство для распыления в воздухе мельчайших частиц топлива.

Как схематично устроен этот прибор? Устройство устанавливается на впускном коллекторе и состоит из двух камер: поплавковой и смесительной, которые соединены между собой трубкой распылителя.

Первая сообщается посредством трубопровода с топливным баком. В нее бензонасосом подается горючее. Постоянный уровень бензина поддерживается с помощью игольчатого клапана и поплавка, подобно впускному устройству унитаза.

Вторая (воздушная) камера включает в себя диффузор (трубка Вентури), распылитель и дроссельную заслонку. Полость перед диффузором сообщается через воздушный фильтр с атмосферой, а смесительная камера - через впускной коллектор с цилиндрами двигателя. На дне распылительной трубки со стороны поплавковой камеры имеется калиброванное отверстие (жиклер), которое отмеряет нужное количество топлива для образования горючей смеси.

При движении поршней в смесительной камере создается разрежение, максимум которого приходится на место сужения диффузора, где находится и отверстие распылителя. Происходит всасывание наружного воздуха из атмосферы и бензина через трубку распылителя. Бензин, попадая в движущийся поток воздуха, распыляется и смешивается с воздушным объемом.

Как работает инжектор

Устройство впрыска топлива (Fuel Injection System) на самом деле более примитивно, чем у карбюратора, являющегося средоточием сложнейших систем, подчиняющихся законам истечения жидкости. Фактически здесь один рабочий элемент - это инжектор или форсунка, что одно и то же.

Форсунка имеет всего два состояния: открыто и закрыто. Открывается она с помощью встроенного электромагнита, закрывается пружиной. Количество подаваемого топлива определяется продолжительностью включения. Бензин подается насосом из бака в общую магистраль (топливную рампу), от которой запитаны инжекторные форсунки.

Для поддержания постоянного давления на рампе имеется клапан, сбрасывающий излишки топлива обратно в бак. Существует несколько вариантов подключения форсунок:

• Одноточечный (моновпрыск).
• Многоточечный (распределенный). Разделяется на параллельный (одновременный), попарно-параллельный и фазированный.
• Прямой или непосредственный впрыск.

Управляет работой инжекторов электронный блок управления (ЭБУ). В его памяти «зашита» микропрограмма, выдающая команды различным исполнительным механизмам двигателя, среди которых и электромагниты форсунок.

Величина подачи бензина регулируется согласно многочисленным параметрам: нагрузке, температуре двигателя, составу выхлопных газов и так далее. Момент впрыска задается датчиками: положения коленвала (ДПКВ), распредвала (датчик Холла), дроссельной заслонки (ДПДЗ) и корректируется в соответствии с условиями движения.

Различия между двумя видами двигателей

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного? Два типа бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) отличаются между собой как по способу питания, так и составом входящих компонентов. Инжекторный и представляют собой «две большие разницы», как говорили в Одессе.

Главное, что характеризует каждую систему - технология смесеобразования и, соответственно, техническое решение. В таблице приводится наиболее важные принципиальные и конструктивные отличия.

Примечание: При моновпрыске одна общая форсунка устанавливается на впускном коллекторе вместо карбюратора, то есть выполняет его функцию. Однако это решение было промежуточным, и сейчас практически не используется.

Сравнение двух систем

Принудительный впрыск

• Инжектор, в отличие от карбюратора, обеспечивает оптимальный состав рабочей смеси в зависимости от режима работы двигателя, поэтому лучше справляется со своей функцией.
• По динамическим качествам впрысковый мотор превосходит карбюраторный. К примеру, инжекторная Нива ВАЗ-2121 значительно резвее своего карбюраторного аналога.
• Надежность работы системы впрыска выше. Недостатком карбюраторов является большое количество жиклеров, склонных к засорению. Кроме того, они чувствительны к температурным условиям. Летом страдают повышенным испарением топлива из поплавковой камеры, зимой - от образования и замерзания конденсата.
• Инжекторный мотор устойчиво заводится даже при значительных отрицательных температурах благодаря электронному управлению. Водители со стажем помнят, каких трудов стоило запустить карбюраторный движок, несмотря на пресловутый «подсос».
• Карбюраторные двигатели не отвечают современным экологическим требованиям. Электронная система, управляющая инжектором, контролирует содержание вредных выбросов и корректирует состав подаваемой смеси.
• Поскольку на обычных режимах работы инжекторного ДВС в цилиндры подается обедненная смесь, расход топлива сокращается, поэтому инжектор экономичнее карбюратора.
• Благодаря тому, что состав и количество подаваемой смеси регулируется электроникой, мощность впрысковых агрегатов повышается. Прибавка составляет до 10%.

Карбюратор

• Меньшая стоимость устройства. Правда, если сравнивать цены двух новых автомобилей с разными системами подачи топлива, отличаться они будут незначительно.
• В карбюраторе не образуется нагар. Форсунки инжектора более требовательны к топливу, поскольку работают в тяжелых условиях (высокая температура, особенно у прямого впрыска). Сомнительные заправки желательно объезжать стороной.
• Значительно проще в обслуживании, поэтому карбюраторные автомобили до сих пор популярны в глубинке, где далеко до ремонтного сервиса, и водитель в случае поломки вынужден устранять неисправность своими руками.

Преимущества инжекторного впрыска неоспоримы: улучшение динамики, невосприимчивость к наружной температуре, меньший ущерб окружающей среде, топливная экономичность при одновременном повышении снимаемой мощности.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам инжектор на бензиновых ДВС получил широкое распространение. Сегодня все легковые автомобили оснащаются инжекторной системой питания. Карбюраторные двигатели сохранились только на старых машинах, если не считать некоторых гоночных спорткаров.

Вопрос о том, что лучше: инжектор или карбюратор в принципе уже давно не стоит. Автомобили, на которых установлены карбюраторные двигатели, выпускаются все меньше и меньше, и скоро, судя по тенденции, их перестанут вовсе выпускать.

И основная причина глобального перехода на инжекторные двигатели состоит, прежде всего, в возрастающих требованиях к составу выхлопных газов. Карбюраторные автомобили не в состоянии придерживаться европейских стандартов к содержанию вредных веществ в отработанных газах. Поэтому в ближайшей перспективе альтернативы инжекторным двигателям нет.

Впрочем, не только в выхлопе дело. У карбюраторного двигателя, гораздо больше недостатков, чем достоинств. Но чтобы понять, где кроются эти недостатки, следует рассмотреть (весьма упрощенно), как работает карбюратор и как работает инжектор.

Карбюратор подает топливную смесь в цилиндры двигателя за счет перепадов давления. Т.е. получается, что нет принудительного впрыска топлива. Выходит, что топливная смесь не подается, а засасывается в цилиндры двигателей. При этом нужно понимать, что часть мощности работающего двигателя уходит на этот процесс засасывания топливной смеси.

Регулирование содержания воздуха в топливной смеси, по сути, не производится. Т.е. настраивается карбюратор один раз, и эту настройку в определенном смысле можно считать универсальной. Но эта универсальность несет определенные недостатки. Топлива может поступать в двигатель больше, чем он может реально потребить. Из-за этого часть топлива не сгорает полностью и остается в выхлопных газах, что не может не наносить вред экологии. Кроме того, это не самый экономичный способ подачи топлива.

В инжекторном варианте смесь именно подается (принудительно) и при этом ее количество регулируется электронной системой. Система сама управляет количеством воздуха в топливной смеси и количеством потребляемого топлива.

Более того, содержание в выхлопе несгоревшего полностью топлива минимально и гораздо меньше, чем при использовании карбюратора. Это не может не сказаться на чистоте выхлопных газов. Если можно в этом случае вообще говорить о чистоте.

Выяснив, чем инжектор отличается от карбюратора, можно перейти к рассмотрению вопроса о том, что лучше: инжектор или карбюратор.

Достоинства инжекторного двигателя

При прочих одинаковых условиях инжекторный двигатель имеет большую мощность. Разница между аналогичными карбюраторными и инжекторными двигателями по мощности может достигать 10%. На мощность инжекторного двигателя влияют: геометрия впускного коллектора, точно выставленный угол зажигания, кардинально другой, по сравнению с карбюратором, способ впрыска топлива.

Двигатели с инжектором более экономичные по расходу топлива, по сравнению со своими карбюраторными собратьями. Экономичность инжекторного двигателя достигается за счет точной дозировки подачи топливной смеси. Здесь практически исключена возможность неполного сгорания топлива.

По сути, основной причиной перехода на инжекторые двигатели стала их высокая экологичность. Выброс вредных веществ с отработанными газами в инжекторных двигателях намного меньше, чем в карбюраторных.

Для того чтобы завести инжекторный двигатель, нет никакой необходимости его прогревать, если запуск происходит в холодное время.

Инжекторная система имеет высокую надежность, и поломки в ней встречаются крайне редко.

У инжекторных двигателей отсутствует катушка-трамблер. И именно этот блок часто выходит из строя у автомобилей с карбюраторными двигателями.

Недостатки инжекторов

Инжектор нельзя назвать идеальным устройством, которое никогда не выходит из строя. Но при этом обладает высокой надежностью. В случае выхода из строя инжектора, его диагностика без специальных приборов невозможна. Самостоятельно отремонтировать инжектор без должной квалификации невозможно. И стоимость этого ремонта достаточно высока. Новая система инжектора стоит дорого. Обслуживание и профилактика инжекторов – тоже процесс дорогостоящий.

Инжектор весьма чувствителен к качеству бензина. Бензин, в котором содержится большое количество механических примесей, заставит инжектор выполнять свои функции не должным образом. В результате использования некачественного бензина, он может вообще выйти из строя. И тогда должна следовать чистка инжектора, которая стоит, в общем-то, недешево.

Еще один недостаток инжектора может проявиться, если вместо карбюратора на двигатель устанавливается инжекторная система. Дело в том, что при использовании инжектора повышается качество сгорания топлива, что приводит к повышению температуры в цилиндрах. Из-за этого может происходить периодический перегрев двигателя.

Достоинства карбюраторных двигателей

Карбюраторные системы достаточно просты в обслуживании. Для того чтобы привести в норму карбюратор, не нужно никаких специальных приборов, а все работы можно выполнить в условиях гаража. Даже если придется что-то менять в карбюраторе, стоимость деталей не очень высокая. Равно, как и стоимость нового карбюратора. По сравнению с инжектором, естественно.

Карбюратор не настолько чувствителен к качеству топлива, как инжектор. Различные примеси, низкое октановое число не особые помехи для работы карбюратора. Хотя жиклеры в карбюраторе часто забиваются.

Карбюратор позволяет автомобилю быть более приемистым.

Недостатки карбюраторных двигателей

Недостатков у карбюраторов гораздо больше, чем достоинств. И именно этим объясняется тенденция к прекращению использования карбюраторных двигателей.

При использовании карбюратора двигатель будет потреблять больше топлива, чем при использовании инжектора. Причем увеличенный расход топлива не сказывается на повышении мощности двигателя. Часть топлива не сгорает до конца.

Карбюратор весьма чувствителен к перепадам температур. Он одинаково плохо переносит низкую и высокую температуру. Зимой некоторые детали карбюратора могут примерзать. Это связано с образовавшимся конденсатом.

Карбюратор является менее экологичным, чем инжектор. Процентное содержание вредных компонентов в выхлопных газах гораздо выше, чем при использовании инжектора.

Вопрос сравнения в ракурсе «что лучше» между инжекторной и карбюраторной подачей топлива уже давно не стоит. Машин, которые оснащены карбюратором, с каждым днем становится меньше, а новые уже и вовсе не выпускают.

Начинающие автомобилисты не разбираются в устройстве автомобильного двигателя, системе подачи топлива и т. д. Термины «карбюратор» и «инжектор» ничего им не говорят. Неопытные автомобилисты не видят разницы между их предназначением. Перед теми, кто покупает новое авто, вопрос что лучше: карбюратор или инжектор, уже не стоит. Им знать о карбюраторе ничего и не нужно, так как он давно снят с производства и не проходит экологический стандарт Евро-3.

С этим и связан массовый переход автопроизводителей на автомобили с инжекторной системой питания. Требования, предъявляемые к очистке выхлопных газов, становятся выше, и карбюратор не может обеспечить их выполнение.

Но не только в этом причина отказа от карбюраторов. По сравнению с инжектором у него много недостатков и мало достоинств.

Чем отличается инжектор от карбюратора

Принцип, по которому карбюратор подает смесь бензина с кислородом в камеры сгорания двигателя, – разница в давлении. Принудительного впрыска здесь нет, и топливоподача происходит с помощью всасывания топлива. Значит, часть мощности силового агрегата тратится на этот процесс.

Количество воздуха в топливной смеси автоматически не регулируется. Карбюратор настраивается механическим путем еще до поездки, и эта настройка универсальная. Но в этом есть некоторые недостатки. Двигатель в определенные моменты способен получать от карбюратора больше топлива, чем он может переработать. В итоге часть бензина не сгорает, а выходит вместе с выхлопными газами, что наносит вред окружающей среде и не экономит топливо.

В случае же с инжектором происходит принудительная подача топлива в камеры сгорания при помощи форсунок, а количество бензина регулируется электроникой, которая и отвечает за приготовление топливовоздушной смеси.

Выхлоп инжекторного автомобиля менее токсичен, не так вреден для окружающей среды, как карбюраторный, потому что в нем меньше несгоревшего бензина.

В этом и заключаются отличия системы питания карбюраторного двигателя от инжекторного. Теперь перейдем к вопросу «что лучше» не для экологии, а для водителя и автомобиля.

Плюсы двигателя с инжекторной топливоподачей

1. Если допустить, что остальные устройства в двух автомобилях идентичны и различны только способы подачи топлива, то большая мощность остается у инжекторного мотора. Разница в лошадиных силах между карбюраторным и инжекторным ДВС может составлять 10%. Эти отличия достигаются за счет другого впускного коллектора, точно выставляемого в каждый момент угла опережения зажигания, и другого способа подачи топлива.
2. Инжекторные моторы, по сравнению с карбюраторными аналогами, отличаются топливной экономичностью за счет точной дозированной подачи бензина. При таком способе 100% бензина сгорает в камерах двигателя, превращая тепловую энергию в механическую.
3. Основная причина перехода всех мировых автопроизводителей на инжекторную систему – экологичность. Карбюраторные выхлопы более токсичны.
4. В морозную погоду инжекторный двигатель не нуждается в дополнительном прогреве перед запуском.
5. Инжекторы намного надежнее карбюраторов, их выход из строя встречается реже, по сравнению с неисправностями карбюраторов.
6. Инжекторные двигатели не имеют катушку-трамблер. Эта деталь часто выходит из строя на машинах с карбюраторной топливоподачей.

Минусы инжекторов

1. Хоть инжектор надежен, но он выходит из строя. А для его диагностики и последующего ремонта необходимо специализированное оборудование. Ремонт в условиях «гаража» невозможен, для этого нужен опыт и квалификация. Ремонт этого устройства на СТО, как и обслуживание с профилактикой – работа дорогостоящая.
2. Инжектор требует только качественного топлива. Если топливо содержит некоторое количество механических примесей, то нормальная его работа затруднена. Он быстро засорится и выйдет из строя. А чистка и ремонт стоят недешево.
3. Следующий недостаток касается двигателей, на которые вместо карбюратора установили инжектор. В результате доработки повысится количество сгораемого в двигателе топлива, что повышает его рабочую температуру. Это чревато возможным перегревом ДВС со всеми вытекающими последствиями.

Плюсы карбюраторных систем

1. В плане обслуживания карбюраторы считаются простыми устройствами. Для их ремонта не нужно специализированное оборудование и инструмент. Все необходимое для этого найдёте в гараже.
2. Стоимость деталей – невысока. В случае невозможности ремонта можно купить новый карбюратор. По сравнению с инжектором его стоимость низкая.
3. Карбюратор не требует высокого качества топлива. Он нормально работает на бензине с низким октановым числом. Небольшое количество механических примесей несильно затруднит его работу. Максимум – забьются жиклеры.

Минусы карбюраторов

Недостатков у карбюраторных систем намного больше, чем достоинств, и поэтому существует тенденция на их замещение инжекторами.

1. Автомобиль, двигатель которого оснащен карбюратором, потребляет больше бензина, чем инжекторный аналог. Причем излишнее потребление топлива не переходит в дополнительную мощность. Топливо не догорает и выбрасывается в атмосферу;
2. Карбюратор не любит перепадов температур. Он чувствителен и к повышенной, и к пониженной температуре окружающей среды. Зимой его детали примерзают друг к другу. Это происходит из-за образования внутри него конденсата;
3. Низкая экологичность.

Как отличить инжекторный автомобиль от карбюраторного

Если вы знаете, как выглядит карбюратор, то вам достаточно открыть капот и посмотреть под него. Но если вы не имеете о нем представления, то, чтобы его определить, вам помогут ряд признаков:

• новый автомобиль, продающийся в автосалоне, – 100% инжекторный;
• посмотрите на шильдик в задней части автомобиля – например, там написано BMW 525i. Вот эта «i» и есть обозначение инжекторного авто;
• год выпуска автомобиля. На иностранные авто инжекторы начали устанавливать в середине 90-ых годов, на отечественные – с начала 2000-ых;
• корпус воздушного фильтра установлен прямо на карбюраторе. Если вы видите воздуховоды (например, пластиковые гофрированные короба черного цвета), то, скорее всего, перед вами инжекторная машина;
• если индикаторы, которые загораются на приборной панели при повороте ключа, содержат сигнализатор «Check Engine», то машина перед вами инжекторная.

Подводя итог

1. В карбюраторных системах топливная смесь поступает в двигатель путем ее всасывания, в инжекторных – подается под давлением через форсунки методом впрыска.
2. Карбюраторная система нестабильная, а инжектор более предсказуем.
3. Инжектор одинаково хорошо работает в любую погоду, карбюратор не любит перепадов температуры, сильных морозов.
4. Инжектор не так сильно загрязняет атмосферу.
5. Инжекторный автомобиль быстрее ускоряется.
6. Карбюратор потребляет больше топлива до 40%.
7. Инжектор редко ломается, но его ремонт дороже обходится.
8. Карбюратор не так требователен к качеству бензина.

Печать

Для водителей-новичков или просто неискушённых в технических вопросах людей и то и другое – «тёмный лес». Но и многие водители со стажем, впервые приобретая авто с инжекторным двигателем (после длительной эксплуатации карбюраторных машин) не вполне разбираются в этом вопросе, констатируя лишь тот факт, что нет многих привычных узлов в моторном отсеке.
Эксплуатация бензинового инжекторного двигателя тоже несколько отличается от карбюраторного. Например, для топливного насоса впрыскового варианта системы питания является «смертельной» работа с опустошённым почти досуха бензобаком.
Принципиального различия в самих моторах нет – оно заключается лишь в способе подачи топливной смеси в камеры сгорания и устройстве системы зажигания. Не углубляясь в подробное устройство того обеих вариантов, дадим схематическое, базовое описание принципов действия и устройства каждого, после чего вы сами сможете сопоставить их, дать собственную оценку.

Схема работы карбюратора

Принципиальные различия карбюратора и инжектора заключаются в способе подачи горючей смеси в камеры сгорания и устройстве системы зажигания.

На рисунке представлена максимально упрощенная схема карбюратора.
Тем не менее, с её помощью вполне можно понять, как осуществляется подача топливовоздушной смеси в цилиндры. Кратко опишем, как работает такое устройство.
Карбюратор крепится на впускном коллекторе (нижняя плоскость), сверху устанавливается воздушный фильтр (верхняя плоскость). Подача бензина топливным насосом осуществляется через входное отверстие 1. Для поддержания необходимого уровня топлива в поплавковой камере карбюратора 11 входное отверстие оборудовано игольчатым клапаном 2.
По достижении определённого уровня поплавок поднимается и через небольшой рычажок надавливает на клапан, перекрывая его. Топливо и воздух под действием разрежения, создаваемого поршнем при его движении вниз (при открытом впускном клапане цилиндра) устремляются через впускной коллектор в цилиндр двигателя.
Для улучшения смешивания топлива с воздухом и для придания большей плотности смеси сечение камеры в нижней части карбюратора имеет вид конуса – это простейший диффузор.
Подача топливной смеси регулируется дроссельной заслонкой 7, ось которой связана (при помощи тяг или тросика) с педалью «газа», а количество воздуха в горючей смеси регулируется . Количество бензина, поступающего из поплавковой камеры, определяется диаметром топливного жиклёра 9.
Для запуска холодного мотора требуется более богатая смесь, то есть соотношение смеси воздух/бензин должно иметь меньшее значение. Для этого в верхней части карбюратора установлена воздушная заслонка 5. При её закрытии (с небольшим зазором) количество воздуха, участвующего в образовании горючей смеси, значительно ограничивается, и она становится обогащённой, что облегчает пуск двигателя.
После того, как двигатель прогреется, воздушная заслонка открывается. Манипулирование производится вручную – специальным тросиком, рукоятка которого установлена в салоне авто.

Карбюраторы «Солекс»

Схема работы карбюратора «Солекс»

Двухкамерный карбюратор имеет ряд деталей, способствующих подаче топливной смеси в камеру сгорания при различных режимах работы.

В отличие от простейшего, карбюраторы, устанавливаемые на автомобили, имеют более сложную конструкцию. Рассмотрим, опять же, лишь в общих чертах, устройство карбюраторов семейства «Солекс», которыми оснащались ВАЗ 2108 – 99, ВАЗ 21213 «Тайга»(представляющая собой обновленную «Ниву» ВАЗ 2121), первые модели ВАЗ 2110.
Фотографии сверху демонстрируют внешний вид, ниже расположено изображение, которое не является рисунком узла в разрезе, а представляет схематический рисунок, то есть некоторым образом развёртку.
Карбюратор, в отличие от простейшего, имеет ряд деталей, способствующих подаче топливной смеси для реального двигателя в различных режимах работы.
Устройство имеет уже две камеры (l и ll), каждая с дроссельной заслонкой, причём воздушной заслонкой оснащена лишь первая камера. Вторая камера начинает работать после того, как первая откроется наполовину, то есть при движении на высоких оборотах.
Кроме того, устройство оборудовано системой холостого хода, штуцером для шланга, по которому излишки топлива стекают в бак.
В отличие от схематичного, карбюратор имеет также:

• не только топливные (39 и 29), но и воздушные жиклёры (14 и 7);
• регулируемую систему холостого хода;
• систему управления воздушной заслонкой. То есть заслонка закрывается и открывается вручную, посредством тросика, но её положение подстраивается диафрагмой 3 пускового устройства;
• ускорительный насос – для обогащения смеси при разгоне путём впрыскивания дополнительной порции в камеры. Его диафрагму 42 приводит в движение рычаг 42. Бензин по каналам подаётся к распылителю 11.

Впрочем, подробное описание сейчас совершенно излишне. Цель материала – показать различия между инжектором и карбюратором. Из того, что сказано выше, можно сделать следующие заключения:

1. Для подачи смеси используется разрежение, создаваемое поршнями двигателя, состав её определяется диаметром отверстий жиклёров.
2. Все исполнительные механизмы, включая , имеют механический привод, за исключением электромагнитного клапана принудительного холостого хода 5.

Принцип работы инжектора

Что такое инжектор в автомобиле

Схема работы инжектора

В инжекторной системе питания топливо впрыскивается во впускной коллектор форсунками инжектора.

В отличие от карбюраторной, в инжекторной системе питания топливо впрыскивается во впускной коллектор форсунками инжектора 21 (на рисунке выше), кроме того, состав смеси регулируется 11.
Механический привод имеет лишь дроссельная заслонка, установленная в отдельном корпусе, её положение отслеживается датчиком положения дроссельной заслонки 7, сигнал от которого поступает на ЭБУ, который, обработав этот сигнал и другие, поступающие от остальных датчиков, управляет системами питания и зажигания.
В корпусе дроссельной заслонки установлен также регулятор холостого хода 6, представляющий собой клапан с шаговым электродвигателем.

Система подачи топлива инжектора

Топливо забирается из бензобака погружным электробензонасосом 15 и подаётся к рампе 20, в которой установлены форсунки 21. Другая сторона форсунок крепится в отверстиях впускного коллектора. Впрыскивание топлива осуществляется, когда форсунка открывается по сигналу ЭБУ.
Воздух поступает через воздушный фильтр 1 во впускной патрубок 3, в котором установлен датчик массового расхода воздуха 2 и корпус дроссельной заслонки в ресивер 9, соединённый с впускным коллектором. Избыточное топливо вытесняется в бензобак по трубке «обратки» 16 через регулятор давления 18.

Плюсы и минусы карбюратора и инжектора

Электронное управление системами питания и зажигания позволяет добиться более точной их настройки и согласованности.

Бензиновый инжекторный двигатель, безусловно, имеет ряд преимуществ перед карбюраторным.
Электронное управление системами питания и зажигания позволяет добиться более точной их настройки и согласованности. Сведение к минимуму механических подвижных деталей повысило надёжность двигателей. Срок службы впрыскового мотора в целом больше, чем карбюраторного и потому, что электроника, корректируя подачу топлива и своевременность искрообразования, выбирает оптимальный режим работы, исключающий детонацию благодаря наличию .
Кроме того, впрысковые системы питания продолжают совершенствоваться. Уже не первый год по дорогам ездят авто с турбированными впрысковыми двигателями и не является новинкой .
Естественно, что нововведения требуют некоторой «обкатки», для того чтобы стать более совершенными, но перспективы развития ещё есть.
Недостатком же инжектора можно назвать более сложную диагностику, требующую специального оборудования, что часто делает ремонт инжектора более дорогостоящим, да и стоимость некоторых узлов достаточно велика.
Поэтому цена ремонта карбюратора, как правило, ниже. Для того, чтобы смело отправиться в дальнюю дорогу, достаточно иметь ремкомплекты карбюратора и бензонасоса. Слабым местом этих узлов являются диафрагмы, замена которых не требует особых навыков.
Поэтому в качестве авто для рыбаков, охотников, а также для военной техники надёжнее всё же машина с карбюраторной системой питания – простота диагностики и ремонта позволяет быстро поставить её «на колёса».

Инжекторный двигатель (двигатель с инжектором, англ. electronic fuel injection engine) — современный тип , оснащенный инжекторной системой топливного впрыска, которая пришла на смену моторам с . Сегодня новые бензиновые автомобили оснащаются исключительно инжектором, так как данное решение способно обеспечить силовой установке необходимое соответствие строгим нормам касательно экономичности и токсичности отработавших газов.

Карбюратор проигрывает инжектору по общим показателям эффективности, так как инжекторные двигатели стабильнее работают, автомобиль получает улучшенную динамику разгона. Инжекторный агрегат потребляет меньше топлива, содержание вредных веществ в выхлопе снижается, так как топливо сгорает более полноценно. Управление системой полностью автоматизировано (в отличие от карбюратора), то есть не требует ручной подстройки во время эксплуатации. Что касается , система впрыска дизтоплива на таких моторах имеет ряд конструктивных отличий, хотя общий принцип работы инжектора на дизеле остается похожим на бензиновые аналоги.

Читайте в этой статье

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Инжектор представляет собой принципиально другой способ подачи топлива в камеру сгорания по сравнению с карбюратором. Другими словами, в инжекторном моторе наибольшие конструктивные изменения коснулись . В карбюраторном двигателе бензин смешивается с определенной частью воздуха во внешнем устройстве (карбюраторе).

После образовавшаяся топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндры двигателя. Инжекторный двигатель имеет специальные инжекторные форсунки, которые дозировано впрыскивают горючее под давлением, после чего происходит смешение порции топлива с воздухом. Если сравнивать эффективность подачи горючего инжектором и карбюратором, мотор с инжектором оказывается до 15% мощнее. Также отмечается существенная экономия топлива на разных режимах работы двигателя.

Разновидности инжекторов

Инжекторные системы топливного впрыска делятся на несколько подвидов:

• одноточечный впрыск (моновпрыск);
• распределенный впрыск;
• прямой (непосредственный) впрыск;

Такое деление напрямую зависит от общего количества установленных форсунок, а также от места впрыска самого топлива. Одноточечная система является самой ранней разработкой и предполагает наличие только одной инжекторной форсунки во . Другими словами, форсунка одна для всех цилиндров двигателя. Данное решение имеет ряд недостатков, что и привело к ее быстрому исчезновению.

Следующим витком развития инжектора после моновпрыска стал распределенный впрыск, что означает наличие коллектора и отдельных форсунок, которые устанавливаются над впускным клапаном каждого цилиндра. Непосредственный впрыск топлива является новейшей инжекторной системой. Принцип работы заключается в том, что форсунка устанавливается так, чтобы подавать топливо прямо в цилиндр двигателя (непосредственно в камеру сгорания), а не в коллектор. Местом расположения форсунок в этой системе стали головки цилиндров. Данная система в большой мере напоминает принцип топливоподачи и смесеобразования в дизельных двигателях.

Также каждая из систем дополнительно делится по типу впрыска. Что касается распределенного впрыска, такое решение может быть одновременным (все форсунки впрыскивают горючее). Также впрыск может быть попарно-параллельным (форсунки открываются парами), когда одна форсунка начинает открытие перед впрыском топлива, а другая перед тактом выпуска. Также отмечается фазированный впрыск (форсунка открывается перед тактом впуска) и прямой впрыск непосредственно в цилиндр.

Как устроен и работает инжектор

Устройство инжектора предполагает в основе наличие следующих базовых компонентов системы:

• электронный блок управления ();
• инжекторные форсунки;
• топливная рампа с регулятором давления;
• электронные датчики температуры, угла открытия дроссельной заслонки , и т.д.

Для лучшего понимания принципа работы инжектора давайте поверхностно рассмотрим, как компоненты системы взаимодействуют между собой на примере распространенного типа инжекторных двигателей с многоточечным распределенным впрыском. После поворота ключа зажигания питание подается на электрический бензонасос, который находится в топливном баке и погружен в горючее. Указанный насос подает топливо в топливную магистраль под определенным давлением. Инжекторные форсунки установлены в топливной рампе (рейке), через которую реализован подвод топлива к форсункам, а также осуществлена фиксация самих форсунок на впускном коллекторе. В рампе также установлен регулятор давления топлива, который служит для поддержания разницы между давлением воздуха во впуске и в самих инжекторах.

Благодаря установленным датчикам контроллер ЭБУ получает информацию, на основании которой удается синхронизировать впрыск в соответствии с режимами и условиями работы ДВС. Блок управления получает показания от датчика температуры двигателя, кислородного датчика, (датчика Холла) и датчика коленвала. Так удается скорректировать количество подаваемого топлива в каждый цилиндр, гибко и динамично изменять состав топливно-воздушной смеси и т.д.

Если сказать иначе, для точного впрыска топлива необходимо подать горючее на форсунки под давлением, которое создает бензонасос в . Далее ЭБУ посылает на форсунки управляющие импульсы. Данные импульсы заставляют форсунку открываться на нужный промежуток времени, который зависит от конкретного режима работы двигателя, нагрузки на мотор, степени нажатия на педаль газа и ряда других факторов. Информация о продолжительности импульсов на форсунки и нужном количестве топлива во время впрыска рассчитывается ЭБУ с учетом показаний от электронных датчиков.

Датчики фиксируют различные изменения в работе двигателя и меняющиеся условия, постоянно передавая сигналы на блок управления. Данная схема позволяет затрачивать строго определенное количество топлива во время запуска, прогрева, работы на холостых оборотах, спокойной или динамичной езды и т.д.

Указанная точность во время дозирования горючего возможна только благодаря работе управляющей электроники автомобиля в виде совокупности датчиков и ЭБУ двигателем. В блоке управления прошиты микропрограммы, а сама работа основывается на так называемых топливных картах. Датчики непрерывно подают информацию о режиме работы двигателя, о скорости движения ТС и т.д. Контроллер получает и обрабатывает данные, после чего определяет необходимое количество впрысков топлива и их продолжительность по времени. Любые изменения в работе ДВС считываются датчиками и заставляют ЭБУ динамично вносить коррективы в работу инжектора.

Выдающаяся экологичность инжектора стала возможной благодаря наличию кислородного датчика (лямбда зонда). Указанный датчик находится в выпускной системе и «оценивает» состояние выхлопных газов. На основании его показаний ЭБУ обедняет или обогащает топливно-воздушную смесь (изменяет соотношение количества воздуха и топлива в составе рабочей смеси) во время работы двигателя в большинстве стандартных режимов.

Преимущества и недостатки инжекторных двигателей

Если сравнивать инжектор с карбюратором, тогда первое решение удобнее эксплуатировать, но определенно дороже и сложнее ремонтировать. Простой карбюратор представляет собой механическое устройство, которое требует периодического обслуживания. Двигатели с карбюратором сильнее коксуются, могут с трудом запускаться в холодное время года, перерасходуют горючее, также мотор может нестабильно работать в сильную жару и т.д.

Карбюратор имеет меньший ресурс по сравнению с инжектором. По этой причине карбюратор нужно постоянно чистить, промывать и подстраивать. Неоспоримым плюсом карбюратора является его простота и неприхотливость к качеству топлива, благодаря чему научиться ремонтировать и настраивать карбюратор своими руками может практический каждый автовладелец у себя в гараже.

В случае с инжекторными ДВС главными плюсами являются: экономичность, легкий запуск двигателя и стабильность работы мотора в любых условиях, а также низкий расход топлива. Мотор с инжектором лучше реагирует на педаль газа, не так часто и сильно заливает бензином, двигатель меньше подвержен . При этом определить неисправность инжектора в случае неисправности бывает намного сложнее.

Частые неисправности инжектора

Так как инжектор является сложной многокомпонентной системой, со временем отдельные элементы могут выходить из строя. Главной задачей инжектора является максимально возможная эффективность сгорания топлива, которая достигается благодаря поддержанию строго определенного состава рабочей смеси топлива и воздуха.

1. В результате любой сбой в работе электронных датчиков приводит к дисбалансу в работе всей инжекторной системы, двигатель может или не заводиться, отмечается изменение и т.д. В отдельных случаях ЭБУ может перевести мотор в аварийный режим. Силовой агрегат в такой ситуации не набирает обороты, на приборной панели горит «check» и т.п.
2. Еще одной причиной неисправностей инжектора является загрязнение фильтрующих элементов в системе топливоподачи или самих инжекторных форсунок в результате использования бензина низкого качества. Для поддержания работоспособности топливный фильтр нужно своевременно менять. Не меньше внимания, особенно на автомобилях с пробегом более 50-70 тыс. км, заслуживает сетка-фильтр бензонасоса. Указанную . Также желательно один раз в несколько лет мыть топливный бак параллельно замене или очистке указанной сетки-фильтра грубой очистки топливного насоса.

   Отметим, что важно определять и устранять неисправность инжектора своевременно, так как сбои в его работе могут существенно ухудшить общее состояние ДВС и привести к другим поломкам. Что касается засорения топливных форсунок, в этом случае двигатель хуже заводится, теряет мощность и начинает расходовать больше топлива. Нарушение формы факела распыла топлива (особенно в моторах с прямым впрыском) приводит к локальным перегревам, и т.д.

3. Также форсунки могут «лить» топливо, то есть не закрываться после прекращения импульса от ЭБУ. В этом случае избытки топлива попадают в камеру сгорания, затем могут проникать в выпускную систему и в систему смазки двигателя через неплотности в местах установки . В таких ситуациях сильно страдает весь двигатель, так как бензин разжижает масло и смазка нагруженных деталей ухудшается. Наличие топлива в выхлопной системе выводит из строя каталитический нейтрализатор (катализатор), который очищает отработавшие газы от вредных соединений.

Для предотвращения неисправностей инжектора форсунки необходимо периодически очищать. Дело в том, что наличие фракций и примесей в бензине постепенно загрязняет инжекторы, что и снижает их производительность, а также нарушает качество распыла топлива. Почистить форсунки можно двумя способами: со снятием или прямо на машине. Процедура очистки инжекторных форсунок на автомобиле предполагает то, что через инжекторы пропускается специальная промывочная жидкость для чистки инжектора. Способ заключается в том, что от топливной рампы отсоединяется топливная магистраль, после чего вместо бензонасоса в систему начинает качать промывочную жидкость специальный компрессор вместо бензонасоса.

Еще одним вариантом чистки инжектора является очистка со снятием форсунок в ультразвуковой ванне или на специальном промывочном стенде. Что касается ультразвука, форсунки помещаются в специальный аппарат или ванну, где волновые колебания «разбивают» отложения. Промывка форсунок со снятием на стенде представляет собой процедуру, когда имитируется работа форсунок в двигателе, при этом вместо бензина через них пропускается промывочная жидкость. Отметим, что каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, о которых можно прочитать в нашей отдельной статье .

Эксплуатация автомобиля на топливе в условиях СНГ обязывает владельца осуществлять замену топливного фильтра каждые 10-15 тыс. км. пробега и периодическую чистку инжекторных форсунок. Данную процедуру желательно производить каждые 30-35 тыс. км. пробега. Дополнительно рекомендуется приобретать топливо только на крупных АЗС с хорошей репутацией.

В целях профилактики можно использовать специальные очистители топливной системы, которые заливаются в топливо для поддержания чистоты инжектора. Отметим, что данные присадки в топливо целесообразно применять только на новых автомобилях или после глубокой очистки топливной системы. Если форсунки уже грязные, тогда необходимо промывать инжектор отдельно.

Не следует ждать того момента, когда проявятся симптомы загрязнения инжектора в виде проблем с работой двигателя. Лучше промывать форсунки заранее. Например, перед каждым вторым плановым ТО. Обратите внимание, в случае использования способа очистки промывочными жидкостями оптимально осуществлять данную процедуру до замены моторного масла.

Напоследок добавим, что снижение производительности форсунок может быть вызвано неполадками бензонасоса. В этом случае необходимо замерить давление в топливной рампе. Если показатели окажутся ниже рекомендуемых, тогда потребуется . Также следует учитывать, что установка более производительных форсунок во время может потребовать обязательной замены топливного насоса.