XX 세기의 60 년대 후반과 70 년대 초반에 산업 폐기물에 의한 환경 오염 문제가 발생했으며 그 중 상당 부분이 자동차 배기 가스였습니다. 그때까지 엔진의 연소 생성물의 구성 내부 연소아무도 관심이 없었습니다. 연소 과정에서 공기 사용을 최대화하고 가능한 최대 엔진 출력을 달성하기 위해 혼합물의 조성은 과량의 가솔린을 포함하도록 조정되었습니다.
그 결과 연소 생성물에는 산소가 전혀 없었지만 미연 연료가 남아 있었고 주로 불완전 연소 시 건강에 유해한 물질이 형성되었다. 출력을 높이기 위해 설계자는 가속 페달을 세게 누를 때마다 흡기 매니폴드에 연료를 분사하는 기화기에 가속기 펌프를 설치했습니다. 자동차의 급격한 가속이 필요할 때. 이 경우 공기량에 해당하지 않는 과량의 연료가 실린더에 유입됩니다.
도시 교통에서 가속기 펌프는 신호등이 있는 거의 모든 교차로에서 작동합니다. 이 교차로에서는 자동차가 정지하거나 빠르게 움직여야 합니다. 불완전 연소는 엔진이 작동 중일 때도 발생합니다. 공회전특히 엔진 제동 시. 스로틀이 닫히면 공기가 채널을 통해 흐릅니다. 유휴 이동너무 많은 연료를 빨아들이는 고속 기화기.
흡기 파이프의 상당한 진공으로 인해 실린더로 유입되는 공기가 거의 없고 압축 행정이 끝날 때 연소실의 압력이 비교적 낮게 유지되며 과도하게 농후한 혼합물의 연소 과정이 느리고 많은 양의 연소되지 않은 연료는 배기 가스에 남아 있습니다. 설명된 엔진 작동 모드는 연소 생성물의 독성 화합물 함량을 급격히 증가시킵니다.
인간의 삶을 위해 대기로의 유해한 배출을 줄이기 위해서는 연료 장비 설계에 대한 접근 방식을 근본적으로 바꾸는 것이 필요하다는 것이 분명해졌습니다.
배기 시스템으로의 유해한 배출을 줄이기 위해 배기 가스 촉매 변환기를 설치하는 것이 제안되었습니다. 그러나 촉매는 소위 일반 연료-공기 혼합물이 엔진에서 연소될 때만 효과적으로 작동합니다(공기/가솔린 중량비 14.7:1). 혼합물의 조성이 지정된 것과 편차가 있으면 작업 효율성이 떨어지고 실패가 가속화됩니다. 작동 혼합물의 이러한 비율을 안정적으로 유지하기 위해 기화기 시스템은 더 이상 적합하지 않았습니다. 주입 시스템만이 대안이 될 수 있습니다.
첫 번째 시스템은 전자 부품을 거의 사용하지 않고 순전히 기계식이었습니다. 그러나 이러한 시스템을 사용하면 개발자가 기대했던 안정성인 혼합물의 매개변수가 자동차를 사용함에 따라 변한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 결과는 서비스 수명 동안 시스템 요소와 내연 기관 자체의 마모 및 오염을 고려하면 매우 자연스러운 결과입니다. 외부 조건에 따라 작업 혼합물 준비 조건을 유연하게 전환하여 작업 과정에서 자체적으로 수정할 수 있는 시스템에 대한 질문이 발생했습니다.
탈출구는 다음에 찾았다. 피드백은 분사 시스템에 도입되었습니다. 배기 시스템에서 촉매 바로 앞에 배치되어 배기 가스에 산소 함량 센서, 이른바 람다 프로브를 배치했습니다. 이 시스템은 전자 제어 장치(ECU)와 같은 모든 후속 시스템에 대한 기본 요소의 존재를 고려하여 이미 개발되었습니다. 산소 센서의 신호에 따라 ECU는 엔진으로의 연료 공급을 조정하여 원하는 혼합 구성을 정확하게 유지합니다.
현재까지 분사(또는 러시아어로 분사) 엔진은 구식 엔진을 거의 완전히 대체했습니다.
기화기 시스템. 분사 엔진은 자동차의 성능과 출력 성능을 크게 향상시킵니다.
(가속 역학, 환경 특성, 연료 소비).
연료 분사 시스템은 기화기 시스템에 비해 다음과 같은 주요 이점이 있습니다.
- 연료의 정확한 투여 및 결과적으로 보다 경제적인 연료 소비.
- 배기 가스의 독성 감소. 이는 연료-공기 혼합물의 최적성과 배기 가스 매개변수 센서의 사용으로 인해 달성됩니다.
- 엔진 출력이 약 7-10% 증가합니다. 실린더 충전 개선으로 인해 발생하며 엔진 작동 모드에 따라 점화 타이밍이 최적으로 설정됩니다.
- 자동차의 동적 특성 개선. 분사 시스템은 연료-공기 혼합물의 매개변수를 조정하여 부하 변화에 즉시 반응합니다.
- 기상 조건에 관계없이 쉽게 시작할 수 있습니다.
장치 및 작동 원리(전자 분산 주입 시스템의 예)
최신 분사 엔진에서는 각 실린더에 개별 노즐이 제공됩니다. 모든 인젝터는 연료가 압력을 받는 연료 레일에 연결되어 전기 연료 펌프를 생성합니다. 분사된 연료의 양은 인젝터가 열리는 시간에 따라 다릅니다. 열리는 순간은 다양한 센서에서 처리하는 데이터를 기반으로 전자 제어 장치(컨트롤러)에 의해 조절됩니다.
질량 기류 센서는 실린더의 주기적 충전을 계산하는 데 사용됩니다. 질량 기류가 측정된 다음 프로그램에 의해 실린더 순환 충전으로 다시 계산됩니다. 센서 오류가 발생하면 판독 값이 무시되고 계산은 비상 테이블을 기반으로 합니다.
위치 센서 스로틀 밸브엔진의 부하 계수와 스로틀 개방 각도, 엔진 속도 및 순환 충전에 따른 변화를 계산하는 역할을 합니다.
냉각수 온도 센서는 온도에 따른 연료 공급 및 점화 보정을 판단하고 선풍기를 제어하는 데 사용됩니다. 센서 오류가 발생하면 판독 값이 무시되고 엔진 작동 시간에 따라 표에서 온도를 가져옵니다.
크랭크축 위치 센서는 시스템의 일반적인 동기화, 엔진 속도 및 특정 시점의 크랭크축 위치 계산에 사용됩니다. DPKV - 극성 센서. ~에 잘못된 포함엔진이 시동되지 않습니다. 센서가 고장 나면 시스템 작동이 불가능합니다. 이것은 자동차의 움직임이 불가능한 시스템의 유일한 "필수"센서입니다. 다른 모든 센서의 사고로 인해 스스로 자동차 서비스를 이용할 수 있습니다.
산소 센서는 배기 가스의 산소 농도를 결정하도록 설계되었습니다. 센서에서 제공하는 정보는 전자 제어 장치에서 공급되는 연료의 양을 조정하는 데 사용됩니다. 산소 센서는 Euro-2 및 Euro-3 독성 표준용 촉매 변환기가 있는 시스템에서만 사용됩니다(Euro-3은 촉매 전후에 두 개의 산소 센서를 사용합니다).
노크 센서는 노킹을 제어하는 데 사용됩니다. 후자가 감지되면 ECU는 폭발 댐핑 알고리즘을 켜서 점화 타이밍을 빠르게 조정합니다.
여기에 나열된 것은 시스템이 작동하는 데 필요한 주요 센서 중 일부일 뿐입니다. 다양한 차량의 센서 구성은 분사 시스템, 독성 기준 등에 따라 다릅니다.
프로그램에 정의된 센서에 대한 조사 결과를 기반으로 ECU 프로그램은 인젝터, 가솔린 펌프, 점화 모듈, 공회전 속도 컨트롤러, 가솔린 증기 회수 시스템용 흡착 밸브, 냉각 시스템 팬 등(다시 말하지만 모든 것은 특정 모델에 따라 다름)
위의 모든 것 중에서 아마도 모든 사람이 흡착기가 무엇인지 아는 것은 아닙니다. 흡착기는 가솔린 증기의 재순환을 위한 폐쇄 회로의 요소입니다. Euro-2 표준은 가스 탱크의 환기가 대기와 접촉하는 것을 금지하며, 가솔린 증기는 포집(흡착)되어 정화될 때 후연소를 위해 실린더로 보내져야 합니다. 엔진이 작동하지 않을 때 가솔린 증기는 탱크와 흡기 매니폴드에서 흡착기로 들어가 흡수됩니다. 엔진이 시동되면 ECU의 명령에 따라 흡착기가 엔진에 의해 흡입된 공기 흐름으로 퍼지되고 증기는 이 흐름에 의해 운반되어 연소실에서 연소됩니다.
연료 분사 시스템의 종류
노즐 수와 연료 공급 위치에 따라 분사 시스템은 단일 지점 또는 단일 분사(모든 실린더의 흡기 매니폴드에 하나의 노즐), 다중 지점 또는 분산(각 실린더에 매니 폴드에 연료를 공급하는 자체 노즐) 및 직접 (연료는 디젤 엔진에서와 같이 인젝터에 의해 실린더에 직접 공급됨).
단일 포인트 주입더 간단하고 제어 전자 장치가 덜 채워지지만 효율성도 떨어집니다. 제어 전자 장치를 사용하면 센서에서 정보를 가져와 주입 매개변수를 즉시 변경할 수 있습니다. 기화기 엔진은 구조적 변경이나 생산 기술의 변화가 거의 없이 단일 분사에 쉽게 적용되는 것도 중요합니다. 단일 지점 분사는 연료 경제성, 환경 친화성 및 상대적 안정성 및 매개변수의 신뢰성 측면에서 기화기보다 이점이 있습니다. 그러나 엔진의 스로틀 응답에서 단일 지점 분사가 손실됩니다. 또 다른 단점: 단일 지점 분사를 사용할 때와 기화기를 사용할 때 최대 30%의 가솔린이 매니폴드 벽에 침전됩니다.
단일 포인트 분사 시스템은 확실히 기화기 시스템그러나 더 이상 현대적인 요구 사항을 충족하지 않습니다.
시스템은 더 진보 다점 주입, 각 실린더에 대한 연료 공급이 개별적으로 수행됩니다. 분산 주입은 더 강력하고 경제적이며 더 복잡합니다. 이러한 분사를 사용하면 엔진 출력이 약 7-10% 증가합니다. 분산 주입의 주요 이점:
- 다른 속도에서 자동으로 조정하고 그에 따라 실린더 충전을 개선하는 기능은 결과적으로 동일한 최대 출력으로 자동차가 훨씬 더 빠르게 가속됩니다.
- 가솔린은 흡기 밸브 근처에 분사되어 흡기 매니폴드의 침전 손실을 크게 줄이고 연료 공급을 보다 정밀하게 조정할 수 있습니다.
혼합물의 연소를 최적화하고 가솔린 엔진의 효율을 높이는 또 다른 효과적인 도구로서 간단한 구현
원칙. 즉, 연료를 더 철저히 분사하고 공기와 더 잘 혼합하며 다양한 엔진 작동 모드에서 완성된 혼합물을 더 능숙하게 처리합니다. 결과적으로 직접 분사 엔진은 기존의 "분사" 엔진보다 연료를 덜 소모합니다(특히 저속에서 조용하게 운전할 때). 동일한 작업량으로 자동차의 더 집중적인 가속을 제공합니다. 그들은 더 깨끗한 배기를 가지고 있습니다. 더 높은 압축비와 실린더에서 연료가 증발할 때 공기 냉각 효과로 인해 더 높은 리터 출력을 보장합니다. 동시에 그들에게 필요한 고품질 가솔린연료 장비의 정상적인 작동을 보장하기 위해 황 및 기계적 불순물 함량이 낮습니다.
그리고 현재 러시아와 우크라이나에서 시행 중인 GOST와 유럽 표준 간의 주요 불일치는 황, 방향족 탄화수소 및 벤젠의 함량 증가입니다. 예를 들어, 러시아-우크라이나 표준은 1kg의 연료에 500mg의 황을 허용하는 반면 Euro-3 - 150mg, Euro-4 - 단 50mg, Euro-5 - 단 10mg을 허용합니다. 유황과 물은 부품 표면의 부식 과정을 활성화할 수 있으며 파편은 보정된 노즐 구멍과 펌프의 플런저 쌍을 마모시키는 원인이 됩니다. 마모의 결과로 펌프의 작동 압력이 감소하고 가솔린 분무 품질이 저하됩니다. 이 모든 것은 엔진의 특성과 작업의 균일성에 반영됩니다.
Mitsubishi는 생산 차량에 직접 분사 엔진을 처음으로 사용했습니다. 따라서 우리는 GDI(가솔린 직접 분사) 엔진의 예를 사용하여 직접 분사의 장치와 작동 원리를 고려할 것입니다. GDI 엔진은 극도로 희박한 공기-연료 혼합 연소 모드에서 작동할 수 있습니다. 중량으로 공기와 연료의 비율은 최대 30-40:1입니다.
분산 분사를 사용하는 기존 분사 엔진의 가능한 최대 비율은 20-24:1입니다(소위 화학량론적 최적의 구성은 14.7:1임을 상기할 가치가 있습니다). - 과잉 공기가 더 많으면 희박 혼합물은 단순히 점화하지 마십시오. GDI 엔진에서 원자화된 연료는 점화 플러그 주위에 집중된 구름 형태로 실린더에 있습니다.
따라서 혼합물은 일반적으로 과도하게 희박하지만 점화 플러그에서 화학량론적 조성에 가깝고 쉽게 점화됩니다. 동시에 나머지 부피의 희박 혼합물은 화학량론적 혼합물보다 폭발하는 경향이 훨씬 낮습니다. 후자의 경우 압축비를 증가시켜 출력과 토크를 모두 높일 수 있습니다. 연료가 실린더에 주입되고 증발되면 공기 충전이 냉각된다는 사실 때문에 실린더 충전이 다소 향상되고 폭발 가능성이 다시 감소합니다.
GDI와 기존 주입의 주요 설계 차이점:
고압 연료 펌프(TNVD). 기계식 펌프(유사 디젤 분사 펌프엔진)은 50 bar의 압력을 발생시킵니다( 분사 엔진탱크의 전기 펌프는 라인에 약 3-3.5bar의 압력을 생성합니다.
- 소용돌이 분무기가 있는 고압 노즐은 엔진 작동 모드에 따라 연료 제트의 모양을 만듭니다. 동력 작동 모드에서 분사는 흡입 모드에서 발생하고 원추형 공기 연료 제트가 형성됩니다. 초희박 혼합 모드에서는 압축 행정이 끝날 때 분사가 발생하고 압축된 공기 연료가 형성됩니다.
오목한 피스톤 크라운이 점화 플러그에 직접 보내는 토치. - 피스톤. 연료 - 공기 혼합물이 점화 플러그 영역으로 향하게하는 도움으로 특수 모양의 바닥에 홈이 만들어집니다.
- 입구 채널. GDI 엔진에서는 수직 흡기 채널이 사용되어 실린더에서 소위 형성을 보장합니다. 공기-연료 혼합물을 양초로 향하게 하고 실린더에 공기를 채우는 것을 개선하는 "역 소용돌이"(기존 엔진에서 실린더의 소용돌이가 반대 방향으로 비틀림).
GDI 엔진 작동 모드
총 세 가지 엔진 작동 모드가 있습니다.
- 초희박 연소 모드(압축 행정에서 연료 분사).
- 파워 모드(흡기 스트로크에 대한 분사).
- 2단계 모드(흡기 및 압축 스트로크에 대한 분사)(유로 수정에 사용).
초희박 연소 모드(압축 행정에서 연료 분사). 이 모드는 가벼운 부하에 사용됩니다. 조용한 시내 주행과 도시 외곽에서 일정한 속도(최대 120km/h)로 주행할 때. 연료는 압축 행정이 끝날 때 피스톤을 향해 소형 제트로 분사되고 피스톤에서 튀어 나와 공기와 혼합되어 점화 플러그 영역으로 기화됩니다. 연소실의 주요 부피에 있는 혼합물이 극도로 희박하지만 양초 영역의 전하가 스파크에 의해 점화되고 혼합물의 나머지 부분을 점화할 만큼 충분히 풍부합니다. 결과적으로 엔진은 총 실린더 공연비 40:1에서도 안정적으로 작동합니다.
매우 희박한 혼합물에서 엔진을 작동하면 배기 가스 중화라는 새로운 문제가 발생했습니다. 사실이 모드에서 주요 몫은 질소 산화물이므로 기존 촉매 변환기가 효과가 없게됩니다. 이를 해결하기 위해 질소산화물 생성량을 획기적으로 줄이는 배기가스 재순환(EGR-Exhaust Gas Recirculation)을 적용하고 NO 촉매를 추가로 설치했다.
EGR 시스템은 연료-공기 혼합물을 배기 가스로 "희석"함으로써 연소실의 연소 온도를 낮추어 NOx를 포함한 유해 산화물의 활성 형성을 "차단"합니다. 그러나 EGR만으로는 완전하고 안정적인 NOx 중화를 보장할 수 없는데, 이는 엔진 부하가 증가함에 따라 바이패스되는 배기가스의 양을 줄여야 하기 때문이다. 따라서 NO 촉매는 직접 분사 방식으로 엔진에 도입되었습니다.
NOx 배출 저감을 위한 촉매에는 선택적(Selective Reduction Type)과
저장 유형(NOx 트랩 유형). 저장형 촉매는 더 효율적이지만 선택적인 촉매에 덜 민감한 고황 연료에 극도로 민감합니다. 이에 따라 저장 촉매는 가솔린의 황 함량이 낮은 국가의 모델에 설치되고 나머지는 선택적으로 설치됩니다.
전원 모드(흡입 스트로크에 주입). 소위 "균질 혼합 모드"는 집중적인 도시 주행, 고속 교외 교통 및 추월에 사용됩니다. 연료는 기존의 포트 분사 엔진에서와 같이 공기와 혼합되어 균일한 혼합물을 형성하는 원뿔형 토치로 흡입 행정에 분사됩니다. 혼합물의 조성은 화학량론적(14.7:1)에 가깝습니다.
2단계 모드(흡입 및 압축 스트로크에 대한 주입). 이 모드를 사용하면 저속에서 움직이는 운전자가 가속 페달을 세게 밟을 때 엔진 토크를 높일 수 있습니다. 엔진이 저속으로 작동하고 풍부한 혼합물이 갑자기 공급되면 폭발 가능성이 높아집니다. 따라서 주입은 두 단계로 수행됩니다. 흡기 행정 동안 소량의 연료가 실린더에 분사되어 실린더의 공기를 냉각시킵니다. 이 경우 실린더는 폭발 과정이 발생하지 않는 극도로 빈약한 혼합물(약 60:1)로 채워집니다. 그런 다음 바의 끝에서
압축을 통해 실린더의 공연비를 12:1로 "풍부한" 상태로 만드는 소형 연료 제트가 전달됩니다.
이 모드가 유럽 시장용 자동차에만 도입된 이유는 무엇입니까? 예, 일본은 저속과 끊임없는 교통 체증이 특징인 반면 유럽은 긴 아우토반과 고속(결과적으로 높은 엔진 부하)이 특징이기 때문입니다.
Mitsubishi는 직접 연료 분사 사용을 개척했습니다. 현재까지 Mercedes(CGI), BMW(HPI), Volkswagen(FSI, TFSI, TSI) 및 Toyota(JIS)가 유사한 기술을 사용합니다. 이러한 동력 시스템의 주요 작동 원리는 흡기관이 아닌 연소실로 직접 가솔린을 공급하고 다양한 엔진 작동 모드에서 층상 또는 균질한 혼합물 형성을 형성하는 것과 유사합니다. 그러나 그러한 연료 시스템에도 차이가 있으며 때로는 상당히 중요한 차이가 있습니다. 주된 것은 연료 시스템의 작동 압력, 노즐 위치 및 설계입니다.
기화기가있는 가솔린 엔진이 장착 된 차량의 주요 단점은 연료가 완전히 연소되지 않는다는 것입니다. 연료 공급의 성능이 기계의 환경 친화성, 전력, 효율성을 결정하기 때문에 작동 모드에 중점을 두고 이 프로세스를 조절하는 장치가 필요합니다.
이러한 노드를 주입 시스템이라고 합니다. 분사 엔진에서 연료는 주어진 용량으로 미리 결정된 시간에 공급됩니다. 가솔린 및 디젤 엔진용으로 다양한 디자인의 연료 분사 시스템이 개발되었습니다.
주입 시스템의 분류 및 배열
분사 메커니즘의 차이는 가솔린과 공기의 혼합물을 만드는 데 사용되는 방법에 따라 결정됩니다.
분류는 주로 주사 유형에 따라 수행됩니다.
- 중앙 주입;
- 분배;
- 직접;
- 결합.
중앙 주입(단일 주입)
이 시스템은 하나의 노즐에서 작동하는 기화기를 대체합니다. 아주 오래된 자동차에서 볼 수 있는 환경 표준을 준수하지 않기 때문에 단일 분사는 거의 사용되지 않습니다. 그러나 이러한 메커니즘은 흡기 매니폴드에서 공기 교환이 잘 되는 위치에 노즐이 위치하기 때문에 간단하고 신뢰할 수 있습니다. 
단일 시스템의 요소:
- 압력 조절기 - 에어 포켓의 형성을 방지하고 0.1MPa의 일정한 압력을 제공합니다.
- 노즐 - 매니 폴드에 가솔린을 제공합니다.
- 스로틀 밸브(기계식, 전기식) - 공기 공급을 조절합니다.
- 제어 장치(메모리, 마이크로 프로세서) - 주입에 필요한 정보를 포함합니다.
- 온도 센서, 크랭크축의 상태, 스로틀.
이 유형은 더 현대적이고 환경 친화적입니다. 그러나 유일한 특징은 이 시스템에서 각 실린더에 이미 자체 노즐이 있다는 것입니다. 흡기 매니폴드에도 장착되며, 각각은 별도의 파이프에만 장착됩니다. 전자 시스템은 연료의 양을 제어합니다. 이와 관련하여 가장 진보된 노즐은 Bosch에 속합니다.
직접 주입
공기와 동시에 가솔린이 연소실로 직접 공급됩니다. 직접 분사 시스템의 장점은 연료 혼합물의 성분을 정확하게 계산한다는 것입니다. 연료 혼합물의 거의 100% 연소로 인해 환경적으로 유해한 배출량의 비율이 감소합니다. 
기구 장치 직접 주입:
- 가솔린을 공급하는 펌프;
- 압력 조절 장치;
- 안전 밸브가 장착된 램프;
- 압력 매개변수를 표시하는 센서;
- 노즐.
단점:
- 연료의 품질 구성에 대한 높은 요구 사항;
- 제조업체를 위한 복잡한 설계;
- 5 MPa의 압력이 필요합니다.
그러나 이러한 유형의 주입 시스템은 가장 현대적이고 유망합니다.
복합주사
배기 가스를 줄이고 Euro 6 요구 사항을 충족하기 위해 Volkswagen은 분배와 직접 분사를 결합한 복합 분사 시스템을 개발했습니다. 시스템은 작동 모드에 초점을 맞춰 차례로 제어 장치에 의해 활성화됩니다. 이 전력 시스템은 환경 안전 측면에서 가장 유망합니다. 
결합된 장치는 다음으로 구성됩니다.
- 연료 공급 펌프;
- 직접 메커니즘의 세부 사항(연소실에 설치된 인젝터, 20MPa의 압력을 유지하는 램프);
- 분배 시스템의 요소(컬렉터 채널에 설치된 인젝터, 저압 램프).
작동 원리
단일 노즐이 있는 분사 엔진 장치는 다음 구성표에 따라 작동합니다.
- 모터가 시작됩니다.
- 센서는 정보를 읽고 제어 장치에 전송합니다.
- 실제 데이터를 참조 데이터와 비교하여 노즐 개방 순간을 계산합니다.
- 신호가 전자기 코일로 전송됩니다.
- 가솔린은 공기와 혼합하기 위해 매니폴드에 공급됩니다.
- 연료 혼합물이 실린더에 공급됩니다.
분산 주입 장치의 기능:
- 모터에 공기가 공급됩니다.
- 센서는 볼륨, 온도, 크랭크축 성능, 댐퍼 위치를 결정합니다.
- 공급된 공기의 연료량은 제어 장치에 의해 계산됩니다.
- 인젝터에 신호가 표시됩니다.
- 프로그램된 시간에 열립니다.
- 가솔린과 공기의 혼합은 매니 폴드에서 발생하고 혼합물은 실린더로 공급됩니다.
분산 주입 작동 원리 교육 비디오
직접 분사의 작동 원리는 가솔린과 공기를 혼합하는 방법:
- 레이어에서;
- 화학양론적으로;
- 동종의.
레이어드믹싱은 중속으로 사용하고 공기공급량은 높으며 가솔린은 노즐을 통해 실린더로 공급되며 공기와 믹싱 후 점등된다.
혼합시 화학양론적를 입력하면 가스를 누르는 순간 프로세스가 시작됩니다. 스로틀 밸브가 열리고 가솔린과 공기가 동시에 공급되어 완전히 연소됩니다.
혼합시 동종의유형, 먼저 실린더에서 공기 이동이 생성된 다음 가솔린이 주입됩니다.
직접 분사식 인젝터의 작동 원리에 대한 비디오 설명
결합 시스템의 작동은 전적으로 모터의 부하에 따라 다릅니다.
- 직접 분사 시작, 예열, 최대 부하, 분사 횟수는 모드에 따라 다릅니다.
- 분산 분사는 빈번한 정지와 함께 중속으로 주행하는 동안 시작됩니다.
분산 분사를 사용하면 직접 노즐이 주기적으로 열립니다. 이렇게 하면 막히는 것을 방지할 수 있습니다.
분사 시스템에는 가솔린뿐만 아니라 디젤 엔진도 장착되어 있습니다. 첫 번째는 가솔린과 공기의 혼합물이 스파크에 의해 점화되기 때문에 스파크 엔진이라고 부를 수 있습니다.
주요 오작동
대부분의 경우 주입 실패는 몇 가지 오작동으로 나타납니다.
- 모터가 시작되지 않습니다(메인 릴레이에 결함이 있고 펌프가 작동하지 않으며 인젝터에 전압이 없음).
- 불안정하게 작동 차가운 엔진(결함이 있는 온도 센서);
- 모터가 전환에서 제대로 작동하지 않습니다(펌프 또는 노즐에 결함이 있음).
- 엔진 실속 (연료 시스템이 고장 났고 공기 흡입구가 감압되었습니다).
장점과 단점
여기에는 모든 시스템과 마찬가지로 장점과 단점이 있습니다.
인젝터의 장점(기화기와 비교할 때):
- 연료 소비량 2배 감소;
- 힘의 증가;
- 단순화된(자동화된) 출시;
- 쉬운 제어;
- 독소 방출을 여러 번 감소시킵니다.
- 유지 보수를 단순화하는 자체 조정;
- 수리는 부품 교체로 축소됩니다.
- 모터 측면에 주입 요소를 배치하여 후드 높이를 줄입니다.
- 대기의 압력으로부터의 독립, 자동차의 위치 (롤 동안 기화기의 작업이 방해됨).
주입 시스템의 단점:
- 상대적으로 높은 생산 비용;
- 가솔린 품질에 대한 높은 요구 사항;
- 진단을 위한 특수 장비의 필요성;
- 전기 의존성;
- 압력이 가해진 휘발유 공급으로 인해 사고로 인한 화재의 가능성이 높아집니다.
마지막 단점은 충돌 시 피드를 끄는 컨트롤러를 설치하여 부분적으로 상쇄됩니다.
여러 유형의 사출 시스템을 통해 대부분을 장비할 수 있었습니다. 자동차 80년대 이후 발매. 기계 또는 전자 제어, 연료는 연속적으로 또는 펄스로 공급될 수 있습니다.
연료 분사 시스템의 구조와 작동 원리에 관계없이 전원 공급 장치 조작을 거부하고 불필요하게 접지를 끄지 않고 견인으로 시작하지 않으면 수리없이 더 오래 지속됩니다. 인젝터 시스템은 습기를 용납하지 않으며 겨울에 물이 침투하면 노즐이 고장날 가능성이 높습니다. 연료는 깨끗해야하며 펌프 앞에 설치된 필터의 상태에 특별한주의를 기울여야합니다. 연료에 불순물이 있으면 펌프와 제어 시스템이 곧 고장납니다.
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- 주입 시스템이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
- 주입 방식의 주요 유형;
- 연료 분사란 무엇이며 엔진 성능에 어떤 영향을 미칩니까?
연료 분사 시스템이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?
현대 자동차에는 휘발유 공급을 위한 다양한 시스템이 장착되어 있습니다. 연료 분사 시스템 또는 인젝터라고도 하는 연료 분사 시스템은 가솔린 혼합물을 공급합니다. 현대 엔진에서 분사 시스템은 기화기 전원 구성표를 완전히 대체했습니다. 그럼에도 불구하고 오늘날까지 운전자들 사이에는 각자 장단점이 있기 때문에 어느 것이 더 나은지에 대한 단일 의견이 없습니다. 작동 원리와 연료 분사 시스템의 유형을 이해하기 전에 그 요소를 이해할 필요가 있습니다. 따라서 연료 분사 시스템은 다음과 같은 주요 요소로 구성됩니다.
- 스로틀 밸브;
- 수화기;
- 4개의 노즐;
- 채널.
이제 엔진에 대한 연료 공급 시스템의 작동 원리를 고려하십시오. 공기 공급은 스로틀 밸브로 조절되며 4개의 흐름으로 나뉘기 전에 수신기에 축적됩니다. 수신기의 총 질량 유량 또는 압력 측정이 수행되기 때문에 수신기는 공기의 질량 유량을 정확하게 계산하는 데 필요합니다. 리시버는 공기 소비량이 많을 때 실린더의 공기 부족 가능성을 배제하고 시동 시 맥동을 부드럽게 하기 위해 충분한 크기여야 합니다. 4개의 노즐은 흡기 밸브에 가까운 채널에 있습니다.
연료 분사 시스템은 가솔린 및 디젤 엔진 모두에 사용됩니다. 또한 디젤 가솔린 공급의 설계 및 작동 원리 및 가솔린 엔진상당한 차이가 있습니다. 가솔린 엔진에서는 연료 공급을 통해 균질한 공기-연료 혼합물이 형성되어 스파크에 의해 강제로 점화됩니다. 디젤 엔진에서 연료 혼합물은 고압으로 공급되고 연료 혼합물의 용량은 뜨거운 공기와 혼합되어 거의 즉시 점화됩니다. 압력은 분사된 연료 혼합물 부분의 크기를 결정하고 따라서 엔진의 동력을 결정합니다. 따라서 엔진 출력은 압력에 정비례합니다. 즉, 연료 공급 압력이 클수록 엔진 출력이 커집니다. 연료 혼합 계획은 중요한 부분차량. 절대적으로 모든 분사 방식의 주요 작동 "본체"는 노즐입니다.
가솔린 엔진의 연료 분사 시스템
공기-연료 혼합물의 형성 방법에 따라 이러한 중앙 분사 시스템은 직접 및 분산형으로 구분됩니다. 분산 및 중앙 주입 시스템은 사전 주입 방식입니다. 즉, 흡기 매니 폴드에 위치한 연소실에 도달하지 않고 주입이 이루어집니다.
중앙 분사(또는 모노 분사)는 흡기 매니폴드에 설치된 단일 노즐을 사용하여 발생합니다. 현재까지 이러한 유형의 시스템은 생산되지 않았지만 여전히 승용차에서 발견됩니다. 이 유형은 매우 간단하고 신뢰할 수 있지만 연료 비용이 증가하고 환경 성능이 낮습니다.
분배 연료 분사는 각 실린더에 대해 별도의 연료 인젝터를 통해 흡기 매니폴드에 연료 혼합물을 공급하는 것입니다. 공기-연료 혼합물은 흡기 매니폴드에서 형성됩니다. 가솔린 엔진의 가장 일반적인 연료 분사 방식입니다. 분산형의 첫 번째이자 주요 이점은 경제성입니다. 또한 한 사이클에서 연료가 더 완전 연소되기 때문에 이러한 유형의 분사 방식을 사용하는 자동차는 유해한 배기 가스로 환경에 덜 해를 끼칩니다. 연료 혼합물의 정확한 투여로 극한 모드에서 작동할 때 예기치 않은 오작동의 위험이 거의 0으로 줄어듭니다. 이러한 유형의 주입 시스템의 단점은 다소 복잡하고 완전히 전자적으로 종속된 설계입니다. 많은 수의 구성 요소로 인해 이러한 유형의 수리 및 진단은 자동차 서비스 센터의 조건에서만 가능합니다.
가장 유망한 연료 공급 유형 중 하나는 직접 연료 분사 시스템입니다. 혼합물은 모든 실린더의 연소실로 직접 공급됩니다. 공급 계획을 통해 모든 엔진 작동 모드의 작동 중에 공기 - 연료 혼합물의 최적 구성을 생성하고 압축 수준, 연비를 높이고 출력을 높이고 유해한 배기 가스를 줄일 수 있습니다. 이러한 유형의 주입의 단점은 복잡한 설계와 높은 작동 요구 사항에 있습니다. 배기 가스와 함께 대기 중으로 배출되는 입자상 물질의 수준을 줄이기 위해 단일 내연 기관에서 가솔린을 직접 및 분산 공급하는 방식을 결합한 복합 분사가 사용됩니다.
엔진으로의 연료 분사는 전자적으로 또는 기계적으로 제어될 수 있습니다. 가장 좋은 것은 전자 제어로 가연성 혼합물을 크게 절약하고 유해한 배출을 줄입니다. 계획에서 연료 혼합물의 주입은 펄스 또는 연속적일 수 있습니다. 가장 유망하고 경제적인 방법은 모든 현대식 유형을 사용하는 가연성 혼합물의 펄스 주입입니다. 엔진에서 이 회로는 일반적으로 점화와 결합되어 연료/점화 결합 회로를 형성합니다. 연료 공급 체계의 기능 조정은 엔진 제어 회로에 의해 보장됩니다.
이 기사가 문제에 대한 해결책을 찾는 데 도움이 되었기를 바라며 이 주제와 관련된 모든 질문에 대한 답을 찾았기를 바랍니다. 규칙을 따라 교통그리고 여행시 조심하세요!
연료 분사의 경우 엔진이 여전히 빨려 들어가지만 흡입되는 연료의 양에만 의존하는 대신 연료 분사 시스템은 정확한 양의 연료를 연소실로 분사합니다. 연료 분사 시스템은 이미 여러 단계의 진화를 거쳤으며 전자 장치가 추가되었습니다. 이것은 아마도 이 시스템 개발의 가장 큰 단계였을 것입니다. 그러나 이러한 시스템에 대한 아이디어는 동일하게 유지됩니다. 전기적으로 작동되는 밸브(인젝터)는 측정된 양의 연료를 엔진에 분사합니다. 사실, 기화기와 인젝터의 주요 차이점은 정확히 ECU의 전자 제어에 있습니다. 온보드 컴퓨터엔진의 연소실로 정확한 양의 연료를 공급합니다.
연료 분사 시스템과 특히 인젝터가 어떻게 작동하는지 봅시다.
연료 분사 시스템은 어떻게 생겼습니까?
자동차의 심장이 엔진이라면 두뇌는 ECU(Engine Control Unit)입니다. 센서를 사용하여 모터의 일부 액추에이터를 제어하는 방법을 결정함으로써 모터의 성능을 최적화합니다. 우선, 컴퓨터는 4가지 주요 작업을 담당합니다.
- 연료 혼합물을 관리하고,
- 유휴 속도를 제어합니다
- 점화 타이밍을 담당하고,
- 밸브 타이밍을 제어합니다.
ECU가 작업을 수행하는 방법에 대해 이야기하기 전에 가장 중요한 점에 대해 이야기합시다. 가스 탱크에서 엔진까지의 가솔린 경로를 추적합시다. 이것이 연료 분사 시스템의 작업입니다. 처음에 가솔린 한 방울이 가스 탱크의 벽을 떠난 후 전기 연료 펌프에 의해 엔진으로 흡입됩니다. 전기 같은 연료 펌프, 일반적으로 펌프 자체와 필터 및 전송 장치로 구성됩니다.
진공 공급 연료 레일 끝에 있는 연료 압력 조절기는 연료 압력이 흡입 압력에 대해 일정하도록 합니다. 가솔린 엔진의 경우 연료 압력은 일반적으로 2-3.5 기압(200-350 kPa, 35-50 PSI(psi)) 정도입니다. 연료 인젝터는 엔진에 연결되어 있지만 ECU가 연료를 실린더로 보낼 때까지 밸브는 닫힌 상태를 유지합니다.
그러나 엔진에 연료가 필요하면 어떻게 됩니까? 여기에서 인젝터가 작동합니다. 일반적으로 인젝터에는 두 개의 핀이 있습니다. 한 핀은 점화 릴레이를 통해 배터리에 연결되고 다른 핀은 ECU에 연결됩니다. ECU는 펄스 신호를 인젝터로 보냅니다. 이러한 맥동 신호가 인가되는 자석에 의해 인젝터 밸브가 열리고 노즐에 일정량의 연료가 공급된다. 인젝터에 매우 높은 압력이 있기 때문에(위에 값이 주어짐) 열린 밸브는 연료를 인젝터 노즐의 노즐로 고속으로 보냅니다. 인젝터 밸브가 열리는 시간은 실린더에 공급되는 연료의 양에 영향을 미치며 이 시간은 각각 펄스 폭(ECU가 인젝터에 신호를 보내는 시간)에 따라 다릅니다.
밸브가 열리면 연료 버너분무 팁을 통해 연료를 전달하며, 분무 팁은 액체 연료를 미스트로 변환하여 실린더로 직접 전달합니다. 그러한 시스템을 직접 분사 시스템. 그러나 원자화된 연료는 실린더에 즉시 공급되지 않고 먼저 흡기 매니폴드에 공급될 수 있습니다.
인젝터 작동 원리
그러나 ECU는 현재 엔진에 얼마나 많은 연료를 공급해야 하는지 어떻게 결정할까요? 운전자가 가속 페달을 밟으면 실제로 페달 압력만큼 스로틀이 열리고 이를 통해 엔진에 공기가 공급됩니다. 따라서 가스 페달을 엔진에 "공기 조절기"라고 자신있게 부를 수 있습니다. 따라서 자동차의 컴퓨터는 무엇보다도 스로틀 개방 값에 의해 안내되지만 이 표시기에 국한되지 않습니다. 많은 센서에서 정보를 읽고 모든 센서에 대해 알아보겠습니다!
질량 기류 센서
먼저 MAF(Mass Air Flow) 센서가 스로틀 바디로 들어가는 공기의 양을 감지하고 해당 정보를 ECU로 보냅니다. ECU는 이 정보를 사용하여 혼합물을 이상적인 비율로 유지하기 위해 실린더에 주입할 연료의 양을 결정합니다.
스로틀 위치 센서
컴퓨터는 지속적으로 이 센서를 사용하여 스로틀 위치를 확인하고 인젝터로 보내지는 펄스를 조절하기 위해 공기 흡입구를 통해 얼마나 많은 공기가 통과하는지 학습하여 정확한 양의 연료가 시스템에 유입되도록 합니다.
산소 센서
또한 ECU는 O2 센서를 사용하여 자동차 배기 가스에 얼마나 많은 산소가 있는지 알아냅니다. 배기 가스의 산소 함량은 연료가 얼마나 잘 연소되고 있는지를 나타냅니다. 두 센서(산소 및 대량 공기 흐름)의 연결된 데이터를 사용하여 ECU는 또한 엔진 실린더의 연소실로 공급되는 연료-공기 혼합물의 포화도를 제어합니다.
크랭크 샤프트 위치 센서
이것은 아마도 연료 분사 시스템의 주요 센서 일 것입니다. ECU는 주어진 시간에 엔진 회전 수를 배우고 회전 수와 물론 위치에 따라 공급되는 연료의 양을 수정합니다. 페달의.
이들은 인젝터와 엔진에 공급되는 연료의 양에 직접적이고 동적으로 영향을 미치는 세 가지 주요 센서입니다. 그러나 다른 여러 센서가 있습니다.
- 차량의 전기 네트워크에 있는 전압 센서는 ECU가 배터리가 얼마나 낮은지, 충전을 위해 속도를 높여야 하는지 여부를 이해하는 데 필요합니다.
- 냉각수 온도 센서 - 엔진이 차가우면 ECU가 회전 수를 증가시키고 엔진이 따뜻하면 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
친애하는 독자 및 구독자 여러분, 자동차의 구조를 계속 연구하는 것이 좋습니다! 그리고 이제 전자 연료 분사 시스템에주의를 기울이십시오.이 기사에서 그 원리를 말하려고합니다.
예, 자동차 후드 아래에서 오랜 시간 테스트를 거친 전원 공급 장치를 대체 한 장치에 관한 것입니다. 그리고 우리는 또한 얼마나 일반적인 현대 휘발유와 디젤 엔진.
수십 년 전에 인류가 환경을 심각하게 돌보지 않았고 자동차의 유독성 배기 가스가 가장 심각한 문제 중 하나로 밝혀졌다면 아마도 이 기술에 대해 논의하지 않았을 것입니다.
기화기가 장착된 엔진이 장착된 자동차의 주요 단점은 연료의 불완전 연소였으며, 이 문제를 해결하기 위해 엔진의 작동 모드에 따라 실린더에 공급되는 연료의 양을 조절할 수 있는 시스템이 필요했습니다.
따라서 사출 시스템 또는 사출 시스템이라고도 불리는 사출 시스템이 자동차 분야에 등장했습니다. 이러한 기술은 환경 친화성을 향상시킬 뿐만 아니라 엔진의 효율성과 동력 특성을 개선하여 엔지니어에게 실질적인 혜택이 되었습니다.
오늘날 연료 분사 (분사)는 디젤뿐만 아니라 의심 할 여지없이 결합하는 가솔린 장치에도 사용됩니다.
그들은 또한 이러한 시스템의 주요 작동 요소가 유형에 관계없이 노즐이라는 사실에 의해 통합됩니다. 그러나 연료 연소 방법의 차이로 인해 이 두 가지 유형의 엔진에 대한 분사 장치의 설계는 당연히 다릅니다. 그러므로 우리는 그것들을 차례로 고려할 것입니다.
분사 시스템 및 가솔린
전자식 연료 분사 시스템. 가솔린 엔진부터 시작하겠습니다. 그들의 경우 분사는 공기-연료 혼합물을 생성하는 문제를 해결한 다음 점화 플러그의 스파크에 의해 실린더에서 점화됩니다.
이 혼합물과 연료가 실린더에 공급되는 방식에 따라 분사 시스템은 여러 종류가 있을 수 있습니다. 주입은 다음과 같이 발생합니다.
중앙 주입
목록에서 첫 번째에 위치한 기술의 주요 특징은 흡기 매니 폴드에 위치한 전체 엔진에 대한 하나의 단일 노즐입니다.이 유형의 분사 시스템은 특성면에서 기화기 시스템과 크게 다르지 않으며, 따라서 오늘날에는 더 이상 사용되지 않는 것으로 간주됩니다.
분산 주입
더 진보적인 것은 분산 주입입니다. 이 시스템에서 연료 혼합물은 흡기 매니폴드에서도 형성되지만 이전 시스템과 달리 여기의 각 실린더는 자체 인젝터를 자랑합니다.
이 다양성을 통해 분사 기술의 모든 장점을 경험할 수 있으므로 자동차 제조업체에서 가장 사랑 받고 현대 엔진에 적극적으로 사용됩니다.
그러나 우리가 알고 있듯이 완벽에는 한계가 없으며 더 높은 효율성을 추구하기 위해 엔지니어는 전자 연료 분사 시스템, 즉 직접 분사 시스템을 개발했습니다.
그녀의 주요 특징이 경우 노즐과 함께 실린더의 연소실로 들어가는 노즐의 위치입니다.
이미 짐작할 수 있듯이 공기-연료 혼합물의 형성은 실린더에서 직접 발생하며, 이 옵션은 분산 분사만큼 환경 친화적이지는 않지만 엔진의 작동 매개변수에 유익한 영향을 미칩니다. 이 기술의 또 다른 명백한 단점은 가솔린 품질에 대한 높은 요구 사항입니다.
복합주사
유해물질 배출 측면에서 가장 앞선 것은 복합시스템이다. 이것은 실제로 직접 및 분산 연료 분사의 공생입니다.
디젤은 어떻습니까?
로 넘어가자 디젤 유닛. 그들 앞에서 연료 시스템작업은 실린더에서 압축 공기와 혼합되어 자체 발화되는 매우 높은 압력으로 연료를 공급하는 것입니다.
이 문제를 해결하기 위한 많은 옵션이 만들어졌습니다. 실린더로의 직접 주입과 예비 챔버 형태의 중간 링크가 모두 사용되며, 또한 고압 펌프(고압 펌프)의 다양한 레이아웃이 있습니다. 또한 다양성을 추가합니다.
그러나 현대 운전자는 디젤 연료를 실린더에 직접 공급하는 두 가지 유형의 시스템을 선호합니다.
- 펌프 노즐 포함;
- 커먼레일 주입.
펌프 노즐
펌프 인젝터는 자체적으로 말합니다. 실린더에 연료를 분사하는 인젝터가 있으며 고압 연료 펌프는 구조적으로 하나의 장치로 결합됩니다. 이러한 장치의 주요 문제는 단위 인젝터가 연결되어 있기 때문에 마모가 증가한다는 것입니다. 영구 드라이브캠축으로 분리하지 마십시오.
커먼 레일 시스템
커먼 레일 시스템은 약간 다른 접근 방식을 취하므로 선호하는 선택입니다. 실린더 노즐에 연료를 분배하는 연료 레일에 디젤을 공급하는 하나의 공통 분사 펌프가 있습니다.
뿐이었다 짧은 리뷰따라서 분사 시스템은 기사의 링크를 따르고 엔진 섹션을 사용하면 연구할 모든 분사 시스템을 찾을 수 있습니다. 현대 자동차. 그리고 새로운 간행물을 놓치지 않도록 뉴스 레터를 구독하십시오. 여기에는 자동차의 시스템과 메커니즘에 대한 자세한 정보가 많이 있습니다.
