Hlavní výhody a nevýhody motorů s přímým vstřikováním. Systémy vstřikování paliva pro motor Typy vstřikování paliva pro benzínové motory

Materiál z encyklopedie časopisu „Za volantem“

Schematické znázornění motoru Volkswagen FSI s přímým vstřikováním benzinu

První systémy pro vstřikování benzínu přímo do válců motoru se objevily v první polovině 20. století. a byly použity na leteckých motorech. Pokusy o použití přímého vstřikování do benzínových motorů automobilů byly přerušeny ve 40. letech dvacátého století, protože tyto motory byly drahé, nehospodárné a silně kouřily v režimech s vysokým výkonem. Vstřikování benzínu přímo do válců je výzva. Benzinové vstřikovače s přímým vstřikováním pracují v obtížnějších podmínkách než ty, které jsou instalovány v sacím potrubí. Hlava bloku, do kterého mají být takové trysky instalovány, se ukazuje jako komplikovanější a nákladnější. Čas určený pro proces vytváření směsi s přímým vstřikováním se významně snižuje, což znamená, že pro dobrou tvorbu směsi je nutné dodávat benzín pod vysokým tlakem.
Specialistům Mitsubishi se podařilo vyrovnat se všemi těmito obtížemi, které poprvé použily systém přímého vstřikování benzínu na automobilové motory. První sériový vůz Mitsubishi Galant s motorem 1,8 GDI (benzínové přímé vstřikování) se objevil v roce 1996.
Výhody systému přímého vstřikování spočívají zejména ve zlepšení spotřeby paliva a v určitém zvýšení výkonu. První je kvůli schopnosti motoru s přímým vstřikováním provozovat velmi chudé směsi. Zvýšení výkonu je způsobeno hlavně skutečností, že organizace procesu dodávky paliva do válců motoru umožňuje zvýšit kompresní poměr na 12,5 (u běžných benzínových motorů je zřídka možné nastavit kompresní poměr nad 10 kvůli k nástupu detonace).

Tryska motoru GDI může pracovat ve dvou režimech, které poskytují výkonný (a) nebo kompaktní (b) hořák stříkaného benzínu

U motoru GDI poskytuje palivové čerpadlo tlak 5 MPa. Elektromagnetický vstřikovač instalovaný v hlavě válce vstřikuje benzín přímo do válce motoru a může pracovat ve dvou režimech. V závislosti na dodávaném elektrickém signálu může vstřikovat palivo buď pomocí silného kuželového hořáku, nebo kompaktním paprskem.

Píst motoru s přímým vstřikováním benzínu má zvláštní tvar (proces spalování nad pístem)

Dno pístu má zvláštní tvar ve formě kulového vybrání. Tento tvar umožňuje víření přiváděného vzduchu a směrování vstřikovaného paliva do zapalovací svíčky instalované ve středu spalovací komory. Vstupní potrubí není umístěno na boku, ale svisle shora. Nemá ostré zatáčky, a proto vzduch proudí vysokou rychlostí.

Při provozu motoru se systémem přímého vstřikování lze rozlišit tři různé režimy:
1) režim provozu na velmi chudých směsích;
2) režim provozu na stechiometrické směsi;
3) režim ostrých zrychlení z nízkých otáček;
První režim se používá, když se auto pohybuje bez náhlého zrychlení rychlostí přibližně 100–120 km / h. Tento režim používá velmi štíhlou palivovou směs s poměrem přebytečného vzduchu více než 2,7. Za normálních podmínek nelze takovou směs zapálit jiskrou, takže vstřikovač vstřikuje palivo do kompaktního hořáku na konci kompresního zdvihu (jako u vznětového motoru). Sférický výklenek v pístu směruje paprsek paliva na elektrody zapalovací svíčky, kde vysoká koncentrace benzinových par umožňuje zapálení směsi.
Druhý režim se používá, když se vůz pohybuje vysokou rychlostí a při prudkých zrychleních, kdy je nutné získat vysoký výkon. Tento způsob pohybu vyžaduje stechiometrické složení směsi. Směs tohoto složení je vysoce hořlavá, ale motor GDI má zvýšený kompresní poměr a vstřikovač vstřikuje palivo silným hořákem, aby se zabránilo detonaci. Jemně rozprášené palivo naplní válec a odpaří se, aby ochladilo povrch válce, čímž se snižuje pravděpodobnost klepání.
Třetí režim je nezbytný k dosažení velkého točivého momentu při prudkém sešlápnutí plynového pedálu, když motor běží při nízkých otáčkách. Tento provozní režim motoru se liší tím, že se vstřikovač spouští dvakrát během jednoho cyklu. Během sacího zdvihu se do válce vstřikuje ultra chudá směs (α = 4,1), aby se ochladil silným hořákem. Na konci kompresního zdvihu vstřikuje vstřikovač znovu palivo, ale s kompaktním hořákem. V tomto případě je směs ve válci obohacena a nedojde k detonaci.
Ve srovnání s konvenčním motorem s distribuovaným vstřikováním benzinu je motor GDI o 10% ekonomičtější a emise o 20% méně oxidu uhličitého. Zvýšení výkonu motoru dosahuje 10%. Jak však ukazuje provoz automobilů s motory tohoto typu, jsou velmi citlivé na obsah síry v benzinu. Orbital vyvinul originální proces přímého vstřikování benzinu. V tomto procesu je benzín vstřikován do válců motoru, který je předem smíchán se vzduchem pomocí speciální trysky. Orbitální tryska se skládá ze dvou trysek, palivové a vzduchové.

Provoz orbitální trysky

Vzduch je dodáván do vzduchových trysek ve stlačené formě ze speciálního kompresoru při tlaku 0,65 MPa. Tlak paliva je 0,8 MPa. Nejprve se spustí palivový paprsek a poté ve správný okamžik vzduchový paprsek, a proto se do válce pomocí silného hořáku vstřikuje směs paliva a vzduchu ve formě aerosolu.
Injektor umístěný v hlavě válců vedle zapalovací svíčky vstřikuje paprsek paliva / vzduchu přímo na elektrody zapalovací svíčky pro dobré zapálení.

Designové prvky zážehového motoru Audi 2.0 FSI s přímým vstřikováním benzinu

Čtení 5 min.

V tomto článku najdete všechny hlavní informace o takové části silničního vozidla, jako je systém vstřikování paliva. Začněte číst hned teď!

V našem článku můžete snadno najít odpovědi na tyto docela běžné otázky:

• Co je vstřikovací systém a jak funguje?
• Hlavní typy injekčních schémat;
• Co je vstřikování paliva a jaký vliv má na výkon motoru?

Co je systém vstřikování paliva a jak funguje?

Moderní automobily jsou vybaveny různými systémy zásobování benzínem. Systém vstřikování paliva, nebo jak se mu také říká vstřikování, poskytuje benzínovou směs. U moderních motorů vstřikovací systém zcela nahradil výkonový obvod karburátoru. Navzdory tomu mezi motoristy dodnes neexistuje jediný názor na to, který z nich je lepší, protože každý z nich má své vlastní výhody a nevýhody. Než se začnete zabývat principem fungování a typy systémů vstřikování paliva, musíte pochopit jeho prvky. Systém vstřikování paliva se tedy skládá z následujících základních prvků:

• Škrticí klapka;
• Přijímač;
• Čtyři trysky;
• Kanál.

Nyní se podívejme na princip fungování systému dodávky paliva do motoru. Přívod vzduchu je regulován škrticí klapkou a hromadí se v přijímači, než je rozdělen na čtyři proudy. Přijímač je potřebný ke správnému výpočtu hmotnostního průtoku vzduchu, protože se provádí měření celkového hmotnostního průtoku nebo tlaku v přijímači. Přijímač musí mít dostatečnou velikost, aby se vyloučila možnost vzduchového hladovění válců při vysoké spotřebě vzduchu a aby se na začátku vyhladily pulzace. V kanálu v bezprostřední blízkosti sacích ventilů jsou umístěny čtyři vstřikovače.

Systém vstřikování paliva se používá u zážehových i vznětových motorů. Kromě toho existují významné rozdíly v konstrukci a provozu dodávky benzínu mezi naftovými a benzínovými motory. U benzínových motorů se pomocí přívodu paliva vytváří homogenní směs paliva a vzduchu, která je násilně zapalována jiskrami. U vznětových motorů se palivová směs dodává pod vysokým tlakem, dávka palivové směsi se mísí s horkým vzduchem a téměř okamžitě se vznítí. Tlak určuje velikost části vstřikované palivové směsi, a tím i výkon motoru. Proto je výkon motoru přímo úměrný tlaku. To znamená, že čím větší je tlak přívodu paliva, tím vyšší je výkon motoru. Schéma palivové směsi je nedílnou součástí vozidla. Hlavním pracovním „tělem“ absolutně každého schématu vstřikování je tryska.

Systém vstřikování paliva pro benzínové motory

V závislosti na způsobu formování směsi vzduch-palivo se rozlišují takové systémy centrálního vstřikování, přímého a distribuovaného typu. Distribuovaný a centrální systém vstřikování je systém před vstřikováním. To znamená, že vstřikování do nich probíhá bez dosažení spalovací komory, která je umístěna v sacím potrubí.

Centrální vstřikování (nebo mono vstřikování) probíhá pomocí jediné trysky, která je instalována v sacím potrubí. V současné době se systém tohoto typu nevyrábí, ale stále se nachází v osobních automobilech. Tento typ je poměrně jednoduchý a spolehlivý, ale má zvýšené náklady na palivo a nízkou ekologickou výkonnost.

Distribuční vstřikování paliva je dodávka palivové směsi do sacího potrubí prostřednictvím samostatného vstřikovače paliva pro každý válec. V sacím potrubí se vytváří směs vzduchu a paliva. Jedná se o nejběžnější schéma vstřikování palivové směsi pro benzínové motory. První a hlavní výhodou distribuovaného typu je nákladová efektivita. Navíc díky úplnějšímu spalování paliva v jednom cyklu automobily s tímto typem vstřikování méně poškozují životní prostředí škodlivými emisemi. Přesným dávkováním palivové směsi se riziko nepředvídaných poruch v provozu za extrémních podmínek sníží téměř na nulu. Nevýhodou tohoto typu vstřikovacího systému je, že je poměrně složitý a zcela závislý na elektronice. Vzhledem k velkému počtu komponentů jsou opravy a diagnostika tohoto typu možné pouze v servisním středisku pro automobily.

Jedním z nejslibnějších typů dodávky paliva je systém přímého vstřikování paliva. Směs se přivádí přímo do spalovací komory všech válců. Vývojový diagram umožňuje vytvořit optimální složení směsi vzduchu a paliva během provozu všech provozních režimů motoru, zvýšit úroveň komprese, úsporu paliva, zvýšit výkon a snížit škodlivé emise. Nevýhodou tohoto typu vstřikování je jeho složitá konstrukce a vysoké provozní požadavky. Aby se snížila úroveň emisí pevných částic do atmosféry společně s výfukovými plyny, používá se kombinované vstřikování, které kombinuje schéma přímé a distribuované dodávky benzínu na jeden spalovací motor.

Vstřikování paliva do motoru lze ovládat elektronicky nebo mechanicky. Za nejlepší je považováno elektronické ovládání, které poskytuje významné úspory hořlavé směsi a také snížení škodlivých emisí. Vstřikování palivové směsi do okruhu může být pulzní nebo kontinuální. Pulzní vstřikování hořlavé směsi, která využívá všechny moderní typy, je považováno za nejslibnější a nejekonomičtější. V motoru je tento obvod obvykle kombinován se zapalováním za vzniku kombinovaného okruhu paliva a zapalování. Koordinaci obvodů dodávky paliva zajišťuje řídicí obvod motoru.

Doufáme, že vám tento článek pomohl najít řešení vašich problémů a našli jste odpovědi na všechny otázky týkající se tohoto tématu. Dodržujte pravidla silničního provozu a při cestování buďte ostražití!

V případě systému vstřikování paliva váš motor stále nasává, ale místo spoléhání se pouze na množství nasávaného paliva vystřelí systém vstřikování paliva přesně to správné množství paliva do spalovací komory. Systémy vstřikování paliva již prošly několika fázemi vývoje, byla k nim přidána elektronika - to byl možná největší krok ve vývoji tohoto systému. Myšlenka takových systémů však zůstává stejná: elektricky aktivovaný ventil (vstřikovač) rozstřikuje odměřené množství paliva do motoru. Ve skutečnosti je hlavní rozdíl mezi karburátorem a vstřikovačem přesně v elektronickém řízení ECU - je to palubní počítač, který dodává přesně to správné množství paliva do spalovací komory motoru.

Pojďme se podívat na to, jak funguje zejména systém vstřikování paliva a vstřikovač.

Takto vypadá systém vstřikování paliva

Pokud je srdcem automobilu jeho motor, pak jeho mozek je řídicí jednotka motoru (ECU). Optimalizuje výkon motoru pomocí senzorů, které rozhodují o tom, jak řídit některé pohony v motoru. Nejprve je počítač zodpovědný za 4 hlavní úkoly:

1. spravuje palivovou směs,
2. ovládá volnoběžné otáčky,
3. odpovídá za časování zapalování,
4. ovládá časování ventilů.

Než si promluvíme o tom, jak ECU plní své úkoly, promluvme si o nejdůležitější věci - vystopujeme cestu benzínu z benzinové nádrže k motoru - to je práce systému vstřikování paliva. Zpočátku poté, co kapka benzínu opustí stěny benzinové nádrže, je nasáván do motoru elektrickým palivovým čerpadlem. Elektrické palivové čerpadlo se zpravidla skládá ze samotného čerpadla, filtru a přenosového zařízení.

Regulátor tlaku paliva na konci podtlakového rozdělovače paliva zajišťuje, že tlak paliva je konstantní vzhledem k sacímu tlaku. U benzínového motoru je tlak paliva obvykle v řádu 2–3,5 atmosféry (200–350 kPa, 35–50 PSI (psi)). Trysky vstřikovače paliva jsou připojeny k motoru, ale jejich ventily zůstávají zavřené, dokud ECU neumožňuje odesílání paliva do válců.

Co se ale stane, když motor potřebuje palivo? Zde přichází na řadu vstřikovač. Injektory mají obvykle dva kontakty: jedna svorka je připojena k baterii přes relé zapalování a druhý kontakt jde do ECU. ECU vysílá pulzující signály do vstřikovače. Díky magnetu, kterému jsou dodávány takové pulzující signály, se vstřikovací ventil otevírá a do jeho trysky se přivádí určité množství paliva. Vzhledem k tomu, že vstřikovač má velmi vysoký tlak (jak je uvedeno výše), otevřený ventil směruje palivo vysokou rychlostí do vstřikovací trysky. Doba, po kterou je vstřikovací ventil otevřený, ovlivňuje množství paliva dodávaného do válce, a tato doba tedy závisí na šířce pulzu (tj. Na tom, jak dlouho ECU vysílá signál do vstřikovače).

Když se ventil otevře, vstřikovač paliva přenáší palivo stříkací špičkou, která rozprašuje kapalné palivo na mlhu přímo do válce. Takový systém se nazývá systém přímého vstřikování... Atomizované palivo však nemusí být dodáváno přímo do válců, ale nejprve do sacího potrubí.

Jak funguje injektor

Jak ale ECU určuje, kolik paliva by mělo být do motoru v daném okamžiku dodáno? Když řidič sešlápne plynový pedál, ve skutečnosti otevře plyn pomocí tlaku na pedál, kterým je do motoru přiváděn vzduch. Můžeme tedy s jistotou nazývat plynový pedál „regulátor vzduchu“ motoru. Počítač vozu je tedy mimo jiné veden hodnotou otevření škrticí klapky, ale není omezen pouze na tento indikátor - čte informace z mnoha senzorů a zjistíme o všech z nich!

Senzor hromadného proudění vzduchu

Nejdříve nejdříve senzor hromadného proudění vzduchu (MAF) detekuje, kolik vzduchu vstupuje do těla škrticí klapky, a odešle tuto informaci do ECU. Řídicí jednotka ECU využívá tyto informace k rozhodnutí, jaké množství paliva má vstříknout do válců, aby udržovala směs v dokonalém poměru.

Snímač polohy škrticí klapky

Počítač neustále používá toto čidlo ke kontrole polohy škrticí klapky, a tak ví, kolik vzduchu prochází přívodem vzduchu, aby regulovalo impuls vysílaný do vstřikovačů a zajistilo, aby do systému vstupovalo správné množství paliva.

Senzor kyslíku

Řídicí jednotka ECU navíc pomocí senzoru O2 zjišťuje, kolik kyslíku je ve výfukových plynech vozidla. Obsah kyslíku ve výfukových plynech poskytuje informace o tom, jak dobře palivo hoří. Pomocí přidružených údajů ze dvou senzorů: průtoku kyslíku a hmotnostního vzduchu monitoruje ECU také nasycení směsi paliva a vzduchu dodávané do spalovací komory válců motoru.

Snímač polohy klikového hřídele

Toto je možná hlavní senzor systému vstřikování paliva - právě od něj se ECU dozví o počtu otáček motoru v daném čase a upraví množství dodaného paliva v závislosti na počtu otáček a samozřejmě poloze plynového pedálu.

Jedná se o tři hlavní senzory, které přímo a dynamicky ovlivňují množství paliva dodávaného do vstřikovače a následně do motoru. Existuje však také řada senzorů:

• Snímač napětí v elektrické síti stroje je potřebný, aby ECU pochopila, jak je baterie vybitá a zda je pro její nabíjení nutné zvýšit rychlost.
• Čidlo teploty chladicí kapaliny - ECU se rozběhne, pokud je motor studený, a naopak, pokud je motor zahřátý.

Hlavním účelem vstřikovacího systému (jiný název je vstřikovací systém) je zajistit včasný přísun paliva do pracovních válců spalovacího motoru.

V současné době se takový systém aktivně používá u vznětových a benzínových spalovacích motorů. Je důležité si uvědomit, že vstřikovací systém bude pro každý typ motoru velmi odlišný.

Foto: rsbp (flickr.com/photos/rsbp/)

V benzinových spalovacích motorech tedy proces vstřikování přispívá k tvorbě směsi paliva a vzduchu, po které je vynuceně zapálena jiskrou.

U vznětových spalovacích motorů se palivo dodává pod vysokým tlakem, když se jedna část palivové směsi kombinuje s horkým stlačeným vzduchem a téměř okamžitě se spontánně vznítí.

Systém vstřikování zůstává klíčovou součástí celkového palivového systému jakéhokoli vozidla. Ústředním pracovním prvkem takového systému je vstřikovač paliva (vstřikovač).

Jak již bylo zmíněno dříve, v benzinových motorech a naftových motorech se používají různé typy vstřikovacích systémů, kterým se budeme v tomto článku věnovat stručně a podrobně je analyzujeme v následujících publikacích.

Typy vstřikovacích systémů u benzinových spalovacích motorů

Benzínové motory používají následující systémy dodávky paliva - centrální vstřikování (mono vstřikování), vícebodové vstřikování (vícebodové), kombinované vstřikování a přímé vstřikování.

Centrální injekce

Palivo je dodáváno do centrálního vstřikovacího systému pomocí vstřikovače paliva umístěného v sacím potrubí. Protože existuje pouze jedna tryska, tento vstřikovací systém se také nazývá mono vstřikování.

Systémy tohoto typu dnes ztratily svůj význam, takže u nových modelů automobilů nejsou stanoveny, nicméně u některých starých modelů některých značek automobilů je lze najít.

Mezi výhody mono injekce patří spolehlivost a snadné použití. Nevýhodou takového systému je nízká úroveň ekologičnosti motoru a vysoká spotřeba paliva.

Distribuovaná injekce

Vícebodový vstřikovací systém dodává palivo samostatně do každého válce vybaveného vlastním vstřikovačem paliva. V tomto případě je palivová sestava vytvořena pouze v sacím potrubí.

V současné době je většina benzínových motorů vybavena systémem distribuce paliva. Výhodou takového systému je vysoká šetrnost k životnímu prostředí, optimální spotřeba paliva, mírné požadavky na kvalitu spotřebovaného paliva.

Přímé vstřikování

Jeden z nejpokročilejších a nejmodernějších vstřikovacích systémů. Principem fungování takového systému je přímý přívod (vstřikování) paliva do spalovací komory válců.

Systém přímého přívodu paliva umožňuje získat vysoce kvalitní složení palivových souborů ve všech fázích provozu ICE s cílem zlepšit proces spalování hořlavé směsi, zvýšit provozní výkon motoru a snížit hladinu výfukových plynů.

Nevýhody tohoto vstřikovacího systému zahrnují složitou konstrukci a vysoké požadavky na kvalitu paliva.

Kombinovaná injekce

Systém tohoto typu kombinuje dva systémy - přímé a distribuované vstřikování. Často se používá ke snížení emisí toxických prvků a výfukových plynů, čímž se dosahuje vysoké úrovně ekologické nezávadnosti motoru.

Všechny systémy zásobování palivem používané u benzínových spalovacích motorů mohou být vybaveny mechanickými nebo elektronickými ovládacími zařízeními, z nichž poslední je nejpokročilejší, protože poskytuje nejlepší ukazatele účinnosti a ekologičnosti motoru.

Přívod paliva v těchto systémech lze provádět nepřetržitě nebo diskrétně (impulzně). Podle odborníků je impulzní dodávka paliva nejvhodnější a nejúčinnější a v současné době se používá ve všech moderních motorech.

Typy vstřikovacích systémů pro vznětové motory s vnitřním spalováním

Moderní dieselové motory používají vstřikovací systémy, jako je systém čerpadlo-vstřikovač, systém common rail, systém s řadovým nebo distribučním vstřikovacím čerpadlem (vysokotlaké palivové čerpadlo).

Nejpopulárnějšími a považovanými za nejprogresivnější z nich jsou systémy: Common Rail a vstřikovače jednotek, o kterých si podrobněji povíme níže.

Vstřikovací čerpadlo je ústředním prvkem jakéhokoli palivového systému vznětového motoru.

U vznětových motorů lze přívod hořlavé směsi provádět jak do předběžné komory, tak přímo do spalovací komory (přímé vstřikování).

Dnes je upřednostňován systém přímého vstřikování, který se vyznačuje zvýšenou hladinou hluku a méně hladkým chodem motoru ve srovnání se vstřikováním do předkomory, ale současně je k dispozici mnohem důležitější ukazatel - účinnost.

Jednotka vstřikovače vstřikovacího systému

Podobný systém se používá k přívodu a vstřikování palivové směsi pod vysokým tlakem centrálním zařízením - tryskami čerpadla.

Jak název napovídá, klíčovou vlastností tohoto systému je, že v jednom zařízení (tryska čerpadla) jsou kombinovány dvě funkce najednou: tvorba tlaku a vstřikování.

Konstrukční nevýhodou tohoto systému je, že čerpadlo je vybaveno pohonem konstantního typu z vačkového hřídele motoru (nevypíná se), což vede k rychlému opotřebení konstrukce. Z tohoto důvodu se výrobci stále více rozhodují pro vstřikovací systém Common Rail.

Systém vstřikování Common Rail (vstřikování akumulátoru)

Jedná se o pokročilejší systém zásobování vozidla pro většinu vznětových motorů. Jeho název vychází z hlavního konstrukčního prvku - rozdělovače paliva, společného pro všechny vstřikovače. Common Rail v překladu z angličtiny znamená - společná rampa.

V takovém systému je palivo přiváděno do vstřikovačů paliva z kolejnice, což se také nazývá vysokotlaký akumulátor, a proto má systém druhé jméno - systém vstřikování baterie.

Systém Common Rail poskytuje tři fáze vstřikování - předběžné, hlavní a další. To umožňuje snížit hluk a vibrace motoru, zefektivnit proces samovznícení paliva a snížit množství škodlivých emisí do atmosféry.

Pro ovládání vstřikovacích systémů naftových motorů jsou k dispozici mechanická a elektronická zařízení. Mechanické systémy vám umožňují ovládat pracovní tlak, objem a načasování vstřikování paliva. Elektronické systémy umožňují obecně účinnější řízení vznětových motorů.

Systém vstřikování paliva se používá k dávkování paliva do spalovacího motoru v určitém časovém okamžiku. Výkon, účinnost atd. Závisí na vlastnostech tohoto systému. Injekční systémy mohou mít různé konstrukce a verze, což charakterizuje jejich účinnost a rozsah.

Stručná historie vzhledu

Systém vstřikování paliva se začal aktivně implementovat v 70. letech jako reakce na zvýšenou úroveň emisí znečišťujících látek do atmosféry. Byla vypůjčena z leteckého průmyslu a byla ekologicky bezpečnější alternativou k motoru karburátoru. Ten byl vybaven mechanickým systémem přívodu paliva, ve kterém se palivo dostalo do spalovací komory v důsledku tlakového rozdílu.

První vstřikovací systém byl téměř úplně mechanický a vyznačoval se nízkou účinností. Důvodem byla nedostatečná úroveň technického pokroku, která nemohla plně odhalit jeho potenciál. Na konci 90. let se situace změnila s vývojem elektronických řídicích systémů motoru. Elektronická řídicí jednotka začala kontrolovat množství paliva vstřikovaného do válců a procentuální poměr složek směsi paliva a vzduchu.

Typy vstřikovacích systémů pro benzínové motory

Existuje několik hlavních typů systémů vstřikování paliva, které se liší způsobem, jakým se tvoří směs vzduch-palivo.

Mono injekce nebo centrální injekce

Schéma systému mono vstřikování

Centrální schéma vstřikování zajišťuje přítomnost jednoho, který je umístěn v sacím potrubí. Takové vstřikovací systémy lze nalézt pouze na starších osobních automobilech. Skládá se z následujících prvků:

• Regulátor tlaku - zajišťuje konstantní pracovní tlak 0,1 MPa a zabraňuje vzniku vzduchových kapes c.
• Vstřikovací tryska - impulsuje benzín do sacího potrubí motoru.
• - reguluje objem přiváděného vzduchu. Může být poháněn mechanicky nebo elektricky.
• Řídicí jednotka - skládá se z mikroprocesoru a paměťové jednotky, která obsahuje referenční data pro charakteristiky vstřikování paliva.
• Senzory polohy klikového hřídele motoru, polohy škrticí klapky, teploty atd.

Systémy vstřikování benzínu s jedním vstřikovačem fungují podle následujícího schématu:

• Motor běží.
• Senzory čtou a přenášejí informace o stavu systému do řídicí jednotky.
• Získaná data jsou porovnána s referenční charakteristikou a na základě těchto informací vypočítá řídicí jednotka moment a dobu otevření injektoru.
• Do cívky solenoidu se odešle signál k otevření vstřikovače, což vede k přívodu paliva do sacího potrubí, kde se směšuje se vzduchem.
• Do válců se přivádí směs paliva a vzduchu.

Vícenásobné vstřikování (MPI)

Systém distribuovaného vstřikování se skládá z podobných prvků, ale tento design poskytuje samostatné trysky pro každý válec, které lze otevřít současně, ve dvojicích nebo po jedné. Ke smíchání vzduchu a benzínu dochází také v sacím potrubí, ale na rozdíl od jediného vstřikování je palivo dodáváno pouze do sacích traktů příslušných válců.

Schéma systému s distribuovaným vstřikováním

Řízení se provádí elektronicky (KE-Jetronic, L-Jetronic). Jedná se o univerzální systémy vstřikování paliva Bosch, které jsou široce používány.

Princip fungování distribuovaného vstřikování:

• Do motoru je přiváděn vzduch.
• Řada senzorů určuje objem vzduchu, jeho teplotu, rychlost otáčení klikového hřídele a také parametry polohy škrticí klapky.
• Na základě přijatých dat určí elektronická řídicí jednotka optimální objem paliva pro objem přiváděného vzduchu.
• Je vydán signál a příslušné vstřikovače jsou na požadovanou dobu otevřeny.

Přímé vstřikování paliva (GDI)

Systém zajišťuje dodávku benzínu samostatnými vstřikovači přímo do spalovacích komor každého válce za vysokého tlaku, kde je současně přiváděn vzduch. Tento vstřikovací systém poskytuje nejpřesnější koncentraci směsi vzduchu a paliva bez ohledu na provozní režim motoru. Současně směs téměř úplně vyhoří, čímž se sníží objem škodlivých emisí do atmosféry.

Schéma systému přímého vstřikování

Takový vstřikovací systém má složitou konstrukci a je citlivý na kvalitu paliva, což činí jeho výrobu a provoz nákladnými. Protože vstřikovače pracují v agresivnějších podmínkách, je pro správnou funkci takového systému nutné zajistit vysoký tlak paliva, který musí být alespoň 5 MPa.

Strukturálně systém přímého vstřikování zahrnuje:

• Vysokotlaké palivové čerpadlo.
• Regulace tlaku paliva.
• Rozdělovač paliva.
• Pojistný ventil (instalovaný na rozdělovači paliva k ochraně prvků systému před zvýšením tlaku nad přípustnou hladinu).
• Vysokotlaký senzor.
• Injektory.

Elektronický vstřikovací systém tohoto typu od společnosti Bosch se jmenuje MED-Motronic. Princip jeho fungování závisí na typu tvorby směsi:

• Vrstva po vrstvě - je implementována při nízkých a středních otáčkách motoru. Vzduch je přiváděn do spalovací komory vysokou rychlostí. Palivo je vstřikováno směrem k a za míchání se vzduchem se vznítí.
• Stechiometrický. Když sešlápnete plynový pedál, otevře se škrticí ventil a vstřikuje se palivo současně s přívodem vzduchu, poté se směs zapálí a úplně shoří.
• Homogenní. Ve válcích je vyvoláván intenzivní pohyb vzduchu, zatímco benzín je vstřikován při sacím zdvihu.

Benzínový motor je nejslibnějším směrem ve vývoji vstřikovacích systémů. Poprvé byla implementována v roce 1996 na osobních automobilech Mitsubishi Galant a dnes ji na své vozy instaluje většina největších výrobců automobilů.