Právě vstřikovačům moderní vozy vděčí především za efektivitu a šetrnost k životnímu prostředí, jejíž úroveň je pro vozy předchozích generací nedostupná. Vstřikovače nejen správně dávkují palivovou směs, ale také tvoří optimální geometrii paprsku, tlak a úhel rozstřiku. Jsou hlavním článkem řetězu mezi palivovým čerpadlem a motorem.
PRINCIP PROVOZU VSTŘIKOVAČŮ
Většina moderních motorů (bez ohledu na druh paliva, na které jezdí) je vybavena systémem distribuovaného vícebodového vstřikování – to znamená, že počet vstřikovačů odpovídá (nebo je násobkem) počtu válců. Vstřikovače jsou instalovány na rampě – to usnadňuje jejich montáž a dodávku paliva. Působením palivového čerpadla je v railu zpožděn regulátorem tlaku nebo u systémů s přímým vstřikováním ventilem.
Dále vstřikovače vstřikují palivo:
• u jednoduchých benzínových motorů – do sacího potrubí, kde se mísí se vzduchem;
• u vznětových motorů, stejně jako u benzínových motorů s přímým (přímým) vstřikováním – přímo do spalovacího prostoru.
Existují varianty vznětových motorů, u kterých je palivo vstřikováno do předkomory (nazývané také vírová komora), ale to nic nemění na významu vstřikovačů. Tryska rozstřikuje palivo ve formě kónického hořáku tekutého prachu – lépe se tak mísí se vzduchem a neusazuje se na stěnách pracovní komory a rozdělovače. Typicky vstřikovač vstřikuje palivo několikrát za cyklus a rozděluje ho po částech.
TYPY VSTŘIKOVAČŮ PALIVA
Na základě principu ovládání jsou vstřikovače rozděleny do dvou hlavních skupin:
• mechanické, kdy vstřikování reguluje ventil, který se otevře, když se tlak v railu zvýší, a zavírá, když klesne, když dávka paliva vstoupí do válce;
• elektromechanické, ovládané z externího ovladače – obvykle elektronická řídicí jednotka motoru (ECU)
Navzdory tomu, že nejmodernější mechanické vstřikovače mají pokročilé vlastnosti – například umožňují dvoustupňovou dodávku paliva, jejich použití je minulostí a moderní motory využívají převážně elektronická zařízení, která se zase dělí na následující skupiny:
1. Elektromagnetické vstřikovače. Použití: jednoduché benzínové motory. Otevírání jehly spreje má na starosti elektromagnet, jehož impuls vysílá ECU. Na konci vstřikovací fáze (časování a trvání jsou také řízeny elektronikou) se proud vypne a jehla se vrátí zpět s pružinou. Takové vstřikovače vytvářejí relativně nízký tlak – asi 40 barů, což je pro vznětové motory nedostatečné.
2. Elektrohydraulické trysky. Používá se v dieselových motorech (včetně motorů se systémem Common Rail). Princip činnosti je dosti podobný mechanickým a spočívá ve vyrovnání tlaku na uzavírací jehlu, ale tryska se otevírá pod elektronickým řízením.
3. Piezoelektrické vstřikovače. Ty nejmodernější se používají jak v benzínových, tak i naftových motorech. Jehla je poháněna piezoelektrickým prvkem z keramiky, který se působením proudu roztahuje. Výhody – maximální rychlost, umožňující vstřikovat palivo ve 2-4 krocích a práce s vysokým tlakem – až 2000 bar.
4. Čerpací vstřikovače. Populární u dieselových motorů. Kombinují funkce vstřikovače a vysokotlakého čerpadla, čímž odpadá nutnost použití vstřikovacího čerpadla. Plunžr je poháněn vačkovým hřídelem a ventil (jehlu) lze ovládat buď elektromagnetem nebo piezoelektrickými krystaly.
Nakonec je třeba zmínit vstřikovače pro zařízení na plynové láhve (GBO) generace IV, které se obvykle instalují paralelně s hlavním palivovým systémem. Dodávají se v tyčových (elektromagnetických), jehlových a membránových typech.
ZNÁMKY PORUCHA VSTŘIKOVAČE
Tryska nebude správně fungovat, pokud je složení směsi narušeno a/nebo je deformován tvar hořáku. Je třeba mít na paměti, že často jsou příznaky špatného provozu vstřikovačů v mnoha ohledech podobné problémům v jiných systémech automobilů: ventily, palivové čerpadlo, zapalovací svíčky a zapalovací cívky, snímač klikového hřídele a k určení skutečné příčiny je nezbytná komplexní diagnostika.
• potíže se startováním, zejména po krátké zastávce (nejběžnější a nejzřetelnější příznak);
• škubání během zrychlování a pohybu;
• černý kouř a praskání z výfukového potrubí;
• zvýšená spotřeba paliva;
• zvýšení úrovně CO ve výfukových plynech;
• zvýšená teplota ve spalovací komoře.
Odstraňování problémů je třeba provést co nejrychleji, protože problémy se vstřikovačem mohou negativně ovlivnit činnost motoru, převodovky, vést k rychlému selhání katalyzátoru a také vést k problémům při jízdě – při jízdě v prudkých stoupáních, předjíždění a další obtížné situace.
DŮVODY PORUCHY VSTŘIKOVAČE
Hlavními viníky poruch vstřikovačů jsou usazeniny z těžkých frakcí paliva a nespálené částice oleje, které se tvoří na částech spalovací komory. Pryskyřičné usazeniny poškozují všechny součásti trysky:
• tryska se ucpe, v důsledku toho se sníží množství paliva vstupujícího do válce a tvar rozstřiku se zdeformuje;
• uzavírací kužel jehly nedoléhá kvůli usazeninám těsně do sedla, což vede k odtlakování vstřikovače, může začít přetékat palivo;
Další příčinou ucpání a v důsledku toho i nefunkčnosti vstřikovače může být ucpání palivových filtrů – jak těch obecných umístěných v nádrži nebo na jiném místě v potrubí, tak těch umístěných na rampě nebo v samotném vstřikovači.
Kromě toho mohou být důvody selhání těchto částí:
• zvýšený obsah síry v palivu;
• koroze kovových částí palivového potrubí;
• vystavení vysokým teplotám;
• Problémy s provozem vstřikovačů mohou také nastat v důsledku poruchy napájení, které je do nich dodáváno z ECU.
JAK ZKONTROLOVAT TRYSKU
Výkon vstřikovačů si můžete sami zkontrolovat, aniž byste je vyjímali z auta, zejména pokud jde o napájení. První metodou je kontrola napětí v obvodu vstřikovače. Chcete-li to provést, musíte odstranit konektor a pomocí multimetru zjistit, zda jej přijímají impulsy. Můžete to udělat sami (pak budete muset postupně vyjmout konektory z každého válce), nebo s asistentem – v tomto případě můžete vyjmout všechny konektory a zkontrolovat je jeden po druhém a otočte motor pomocí startéru . Místo multimetru můžete použít žárovku (LED). Pokud je přiváděno napětí (v krátkých pulzech), znamená to, že kabeláž funguje správně. Pokud ne, musíte hledat otevřený okruh.
Zhruba stejným způsobem, vyjmutím konektorů ze vstřikovačů (ale bez nastartování motoru), můžete zkontrolovat odpor cívek uvnitř vstřikovačů. Je vhodné nejprve zjistit (z návodu k obsluze nebo jiných zdrojů) tovární vlastnosti vstřikovačů konkrétního motoru. Ale i když to nelze provést, porovnejte hodnoty pro různé válce: je nepravděpodobné, že by selhal každý jednotlivý vstřikovač.
Existuje metoda testování vstřikovačů uchem tak, že se na injektor umístí stetoskop nebo nějaký předmět, jehož druhý konec může být v kontaktu s uchem. Pracovní tryska vydává pouze cvakání, zatímco ucpaná tryska také vydává cizí zvuky, jako je sípání nebo klepání. Ale abyste si byli jisti touto metodou, musíte mít zkušenosti (alespoň vědět, jak zní fungující injektor).
Stav vstřikovacích trysek: tvar hořáku, množství rozstřikovaného paliva můžete posoudit jejich vyjmutím z motoru (včetně sestavy s rampou), ale bez odpojení od napájení vozidla. Ponořením vstřikovačů do průhledné nádoby a roztočením motoru startérem můžete určit jejich výkon.
Pozor! Tato metoda je velmi nebezpečná, protože palivo vychází pod tlakem. Sami to není vhodné používat a nezkušenému člověku poskytne málo informací. Pro diagnostiku vstřikovačů je lepší jít na čerpací stanici, kde je specializovaná instalace – stojan, na kterém jsou instalovány vstřikovače vyjmuté z vozu pro testování. Stojan bude shromažďovat informace o dílech cyklováním v různých režimech, navíc budou moci specialisté prostřednictvím jeho průhledných stěn vizuálně sledovat činnost vstřikovačů.
METODY ČIŠTĚNÍ TRYSEK
Pokud jsou vstřikovače v zásadě funkční, ale jsou znečištěné usazeninami, můžete je zkusit vyčistit, aniž byste je museli vyjmout z vozu. Můžete to snadno provést sami dvěma způsoby:
pravidelné zvyšování rychlosti a rychlosti vozu (až na 4-5 tisíc ot./min a 120-130 km/h) na rovných rovných úsecích, přičemž vůz v tomto režimu necháte běžet 10-15 minut;
nalitím speciálních směsí do nádrže.
Obě tyto metody jsou však u vážných problémů neúčinné. V tomto případě se doporučuje vyčistit vstřikovače v profesionálním autoservisu:
• pomocí speciální čisticí kapaliny připojené k rampě;
• metoda čištění ultrazvukem.
Druhá metoda je účinnější, ale je kontraindikována pro trysky obsahující keramické části. V prvním případě bude po postupu nutné vyměnit zapalovací svíčky. Ať už si ale zvolíte jakýkoli způsob, rádi vám pomohou na kterékoli z autoservisů sítě chytrých aut Wilgood.
Při správném provozu vstřikovače zlepšují účinnost paliva, produkují čistší emise a udržují výkon vozidla. Pokud jsou vadné, mohou vyžadovat vyčištění nebo úplnou výměnu prvků.
- Co je to
- Jak fungují
- Zařízení
- druhy
- Poruchy
- Mytí
- Proč se nalévají nebo klepou?
- Kdy změnit
Odborník Alexander Tichonov, produktový specialista na benzínové vstřikovací systémy Bosch, odpovídal na otázky serveru Autonews.ru
Co jsou vstřikovače
Vstřikovače paliva (nebo vstřikovače) jsou prvkem vstřikovacího systému automobilu se spalovacím motorem na benzín a naftu. Jsou zodpovědné za rovnoměrný přívod hořlavé směsi a její následné účinné spalování. Princip činnosti všech vstřikovačů je přibližně stejný, ale v závislosti na typu motoru se jejich výkonové charakteristiky liší.
Vynález trysky jako mechanismu pro rozprašování kapaliny nebo prášku pod tlakem patří ruskému inženýrovi Vladimiru Shukhovovi [1]. V automobilovém průmyslu je jejich zavedení neodmyslitelně spjato se jménem Rudolfa Diesela a Roberta Bosche, kteří navrhli několik typů vstřikovacích zařízení.
Dnes existuje několik typů vstřikovačů, které jsou určeny pro různé vstřiky a typy motorů. Ale všechny poskytují:
- dávkování paliva;
- stříkání hořlavé směsi;
- hospodárná spotřeba paliva;
- snížení škodlivých emisí.
Jak tryska funguje?
Ve své nejjednodušší podobě tryska poněkud připomíná čerpadlo. Palivo, které do něj vstupuje pod vysokým tlakem, je přiváděno do spalovací komory v jemně rozptýlené formě. Postup krok za krokem ovládání elektronicky řízené trysky je následující:
- palivové čerpadlo dodává benzín nebo naftu do vstřikovacího kanálu;
- elektronická řídicí jednotka (ECU) pomocí senzorů určuje správný čas nastartování a množství paliva k rozstřikování;
- Když ECU aktivuje otevření uzavíracího ventilu, dojde ke vstřiku.
Zařízení trysky
Všechny dnes existující vstřikovače se liší konstrukcí a umístěním. V již zastaralých mono systémech jsou umístěny v blízkosti škrticí klapky. U distribuovaného vstřikování jsou vstřikovače instalovány na sacím potrubí. Při vstřikování paliva přímo do válců jsou vstřikovače umístěny v hlavě válců, pro každý jeden.
V nejobecnější podobě se vstřikovač paliva skládá z:
- utěsněné pouzdro;
- síťový filtr;
- uzavírací ventil nebo jehla;
- rozprašovač s jednou nebo více tryskami.
Typy trysek
Vstřikovače pro naftové a benzínové motory se liší. To je způsobeno mechanismem spalování paliva v každé z jednotek. Jejich hlavní rozdíl je v tlaku – u dieselových motorů je toto číslo mnohem vyšší.
mechanický
Jeden z nejjednodušších typů, které se stále vzácněji používají v konstrukci automobilů, obvykle diesel. Činnost mechanického vstřikovače je založena na tlaku palivového systému. U dieselových motorů to má na svědomí dvojice nízkotlakých čerpadel (LPHP) a vysokotlakých čerpadel (HPHP). Když je palivo dodáváno, vytvořený tlak zvedne jehlu a tryska se otevře. Tak dochází ke vstřiku, po kterém jehla pod tlakem pružiny opět uzavře trysku.
Elektromagnetické
Používá se ve vstřikovacích motorech benzínových automobilů a dieselových motorů. Konstrukčně se taková tryska také skládá z těla, uzavíracího ventilu a trysky. Pohon se však provádí v důsledku magnetického pole. K tomuto účelu má tryska elektromagnet (vinutí v horní části prvku) a kotvu, která je spojena s jehlou.
Pohyb začíná při přivedení napětí na vinutí. Algoritmus frekvence a trvání pulzu se určuje elektronicky. Vytvořené magnetické pole přitahuje kotvu k magnetu, čímž vyvíjí tlak na pružinu. V tomto okamžiku se tryska otevře a dojde k vstřikování. Jakmile je napětí přerušeno, pružina se aktivuje a ventil se uzavře.
Elektrohydraulické
Konstrukce elektrohydraulických vstřikovačů je složitější, jejich činnost je založena na rozdílu tlaku kapaliny. Palivo v takových vstřikovačích je dodáváno do dvou komor najednou – horní a dolní. Ve výchozí poloze je v nich tlak stejný a pružina drží jehlu. Když se elektromagnetický ventil otevře, tlak v horní komoře klesne a palivo jde zpět. V souladu s tím se tlak ve spodní komoře naopak zvyšuje, díky čemuž jehla stoupá a dochází k injekci.
Piezoelektrický
Konstrukce takové trysky je podobná elektrohydraulické s tím rozdílem, že za pohon je zodpovědný piezoelektrický prvek. Struktura je sada keramických desek pevně svařených dohromady (nazývají se také krystaly). Pod vlivem elektrického napětí se roztahují a ovlivňují uzavírací ventil v řídicí komoře. V důsledku toho tlak nad jehlou klesá a dochází k injekci.
Piezoelektrické vstřikovače jsou ve srovnání s elektromagnetickými systémy výjimečně rychlé. V průměru se ventil otevírá čtyřikrát rychleji.
Tryska čerpadla
Takové trysky kombinují dvě zařízení najednou: postřikovač a čerpadlo. Jsou určeny pro přímé vstřikování a pracují bez vstřikovacího čerpadla. Počet vstřikovačů čerpadla vždy odpovídá počtu válců – jeden pro každý. Používají jediné plunžrové čerpadlo, které pohání vačkový hřídel. V závislosti na modelu lze použít solenoidový nebo piezoelektrický ventil. Vstřikovače čerpadel jsou ovládány elektronickou řídicí jednotkou.
