Sistema de alimentação de combustível. Sistemas de injeção, descrição e princípio de operação

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

O sistema de alimentação de combustível é necessário para o fornecimento de combustível do tanque de gasolina, sua posterior filtragem, bem como a formação de uma mistura oxigênio-combustível com sua transferência para os cilindros do motor. Atualmente, existem vários tipos de sistemas de combustível. O mais comum no século 20 era o carburador, mas hoje o sistema de injeção está se tornando cada vez mais popular. Havia também uma terceira - injeção única, que era boa apenas porque permitia reduzir um pouco o consumo de combustível. Vamos dar uma olhada no sistema de injeção e entender seu princípio de funcionamento.

Disposições Gerais

Os sistemas de combustível do motor mais modernos são semelhantes. A diferença só pode estar na fase de mixagem. O sistema de combustível inclui os seguintes componentes:

1. O tanque de combustível é um produto compacto que possui bomba e filtro para limpeza de partículas mecânicas. O objetivo principal é o armazenamento de combustível.
2. As linhas de combustível formam um complexo de mangueiras e tubos para mover o combustível do tanque para o sistema de mistura.
3. Dispositivoformação da mistura. No nosso caso, falaremos sobre o injetor. Esta unidade é projetada para obter uma emulsão (mistura ar-combustível) e fornecê-la aos cilindros em tempo com o motor.
4. Unidade de controle para o sistema de formação de misturas. É instalado apenas em motores de injeção, devido à necessidade de controle de sensores, injetores e válvulas.
5. Bomba de combustível. Na maioria dos casos, a opção submersível é usada. É um motor elétrico de baixa potência que é conectado a uma bomba de líquido. A lubrificação é realizada por combustível, e o uso prolongado do veículo com menos de 5 litros de combustível pode levar à falha do motor elétrico.

Resumindo, um injetor é um fornecimento pontual de combustível através de um bico. O sinal eletrônico vem da unidade de controle. Apesar do injetor ter várias vantagens significativas sobre o carburador, ele não é usado há muito tempo. Isso se deveu à complexidade técnica do produto, bem como à baixa manutenibilidade das peças que falharam. Atualmente, os sistemas de injeção pontual praticamente substituíram o carburador. Vamos dar uma olhada em por que o injetor é tão bom e quais são seus recursos.

Características do equipamento de combustível

O carro sempre foi objeto de atenção dos ambientalistas. Os gases de escape são lançados diretamente na atmosfera, que está repleta de poluição. O diagnóstico do sistema de combustível mostrou que a quantidade de emissões com formação de mistura incorreta aumenta significativamente. Por esta simples razão, decidiu-seinstale um catalisador. No entanto, este dispositivo apresentou bons resultados apenas com uma emulsão de alta qualidade e, em caso de desvios, sua eficiência caiu significativamente. Foi decidido substituir o carburador por um sistema de injeção mais preciso, que era o injetor. As primeiras opções incluíam um grande número de componentes mecânicos e, de acordo com pesquisas, tal sistema piorava progressivamente à medida que o veículo era usado. Isso foi bastante natural, pois componentes importantes e peças de trabalho ficaram sujos e falharam.

Para que o sistema de injeção possa se corrigir, foi criada uma unidade de controle eletrônico (ECU). Juntamente com a sonda Lamba embutida, localizada na frente do conversor catalítico, isso deu um bom desempenho. É seguro dizer que os preços dos combustíveis hoje são bastante altos, e o injetor é bom apenas porque economiza gasolina ou diesel. Além disso, existem as seguintes vantagens:

1. Maior desempenho do motor. Em particular, aumentou a potência em 5-10%.
2. Melhore o desempenho dinâmico do veículo. O injetor é mais sensível às mudanças de carga e ajusta a composição da emulsão por conta própria.
3. A mistura ideal de combustível e ar reduz a quantidade e a toxicidade dos gases de escape.
4. O sistema de injeção inicia facilmente, independentemente das condições climáticas, o que é uma vantagem significativa sobre os motores carburados.

Sistema de injeção de combustível e seu dispositivo

Em primeiro lugar, vale a pena notar o fato de que os modernos motores de injeção estão equipados com bicos, cujo número é igual ao número de cilindros. Entre si, os bicos são conectados por uma rampa. Lá, o combustível está contido sob uma leve pressão e é criado por um dispositivo elétrico - uma bomba de gasolina. A quantidade de combustível injetado depende diretamente da duração da abertura do bico, que é determinada pela unidade de controle. Para isso, são retirados indicadores de vários sensores que estão instalados em todo o veículo. Agora vamos considerar os principais:

1. Sensor de fluxo de ar. Serve para determinar a plenitude dos cilindros com ar. Em caso de quebra, as leituras são ignoradas e os dados tabulares são considerados os principais indicadores.
2. Sensor de posição do acelerador reflete a carga no motor, que é devido à posição do acelerador, ciclo de ar e rotação do motor.
3. Sensor de temperatura do refrigerante. Com a ajuda deste controlador, são implementados o controle do ventilador elétrico e a correção do fornecimento de combustível, bem como a ignição. Em caso de mau funcionamento, o diagnóstico imediato do sistema de combustível não é necessário. A temperatura é medida dependendo da duração do motor de combustão interna.
4. O sensor de posição do virabrequim é necessário para sincronizar o sistema como um todo. O controlador calcula não apenas a rotação do motor, mas também sua posição em um determinado momento. Por se tratar de um sensor polar, em caso de falha, a operação adicional do veículo não é possível.
5. SensorO oxigênio é necessário para determinar a porcentagem de oxigênio nos gases emitidos na atmosfera. As informações deste controlador são transmitidas à ECU, que, dependendo das leituras, corrige a emulsão.

Vale a pena atentar para o fato de que nem todos os veículos com injetor são equipados com sensor de oxigênio. Somente os carros equipados com conversor catalítico com padrões de toxicidade Euro-2 e Euro-3 os possuem.

Tipos de sistemas de injeção: injeção de ponto único

Atualmente, todos os sistemas são usados ativamente. Eles são classificados dependendo do número de bicos e do local de fornecimento de combustível. Existem três sistemas de injeção no total:

• single point (injeção única);
• multiponto (distribuição);
• imediato.

Primeiro, vamos ver os sistemas de injeção de ponto único. Eles foram criados imediatamente após os de carburador e eram considerados mais avançados, mas agora estão perdendo gradualmente sua popularidade por vários motivos. Existem várias vantagens inegáveis de tais sistemas. Os principais são a economia significativa de combustível. Dado que os preços dos combustíveis são bastante altos hoje, tal injetor é relevante. Curiosamente, este sistema contém um pouco menos de eletrônica, por isso é mais confiável e estável. Quando as informações dos sensores são transmitidas ao elemento de controle, os parâmetros de injeção são alterados imediatamente. É muito interessante que quase qualquer motor carburado possa ser convertido para injeção de ponto único semmudanças estruturais. A principal desvantagem de tais sistemas é a baixa resposta de aceleração do motor de combustão interna, bem como a deposição de uma quantidade significativa de combustível nas paredes do coletor, embora esse problema também fosse inerente aos modelos de carburador.

Como há apenas um bico neste caso, ele está localizado no coletor de admissão no lugar do carburador. Como o bico estava em um bom lugar e constantemente sob uma corrente de ar frio, sua confiabilidade estava no nível mais alto e o design era extremamente simples. A lavagem do sistema de combustível com injeção de ponto único não levou muito tempo, pois bastava soprar apenas um bico, mas o aumento das exigências ambientais levou ao desenvolvimento de outros sistemas mais modernos.

Sistemas de injeção multiponto

A injeção distribuída é considerada mais moderna, complexa e menos confiável. Neste caso, cada cilindro é equipado com um bocal isolado, localizado no coletor de admissão próximo à válvula de admissão. Portanto, o fornecimento da emulsão é realizado separadamente. Como observado acima, com essa injeção, a potência do motor de combustão interna pode ser aumentada em até 5-10%, o que será perceptível ao dirigir na estrada. Outro ponto interessante: esse sistema de injeção de combustível é bom porque o bico fica bem próximo da válvula de admissão. Isso minimiza o acúmulo de combustível nas paredes do coletor, resultando em uma economia significativa de combustível.

Existem vários tiposinjeção multiponto:

1. Simultâneo - todos os bicos abrem ao mesmo tempo.
2. Par-paralelo - abertura de bicos em pares. Um injetor abre no curso de admissão e o outro antes do curso de escape. Atualmente, tal sistema é utilizado apenas no momento da partida de emergência do motor de combustão interna em caso de falha de fase (sensor de posição do virabrequim).
3. Faseado - cada bico é controlado separadamente e abre antes do curso de admissão.

Neste caso, o sistema é bastante complexo e depende inteiramente da precisão da eletrônica. Por exemplo, a lavagem do sistema de combustível levará muito mais tempo, pois cada injetor precisa ser lavado. Agora vamos ver outro tipo popular de injeção.

Injeção direta

Carros de injeção com esses sistemas podem ser considerados os mais ecológicos. O principal objetivo da introdução deste método de injeção é melhorar a qualidade da mistura de combustível e aumentar ligeiramente a eficiência do motor do veículo. As principais vantagens desta solução são as seguintes:

• atomização cuidadosa da emulsão;
• formação de uma mistura de alta qualidade;
• uso efetivo da emulsão em vários estágios da operação do ICE.

Com base nessas vantagens, podemos dizer que tais sistemas economizam combustível. Isso é especialmente perceptível ao dirigir silenciosamente em áreas urbanas. Se compararmos dois carros com o mesmo tamanho de motor, mas com sistemas de injeção diferentes, por exemplo, direto e multiponto, então visivelmenteo melhor desempenho dinâmico será no sistema direto. Os gases de escape são menos tóxicos e a capacidade de litros tomada será ligeiramente maior devido ao resfriamento do ar e ao fato de que a pressão no sistema de combustível é ligeiramente aumentada.

Mas você deve prestar atenção à sensibilidade dos sistemas de injeção direta à qualidade do combustível. Se levarmos em conta os padrões da Rússia e da Ucrânia, o teor de enxofre não deve exceder 500 mg por 1 litro de combustível. Ao mesmo tempo, as normas europeias indicam que o conteúdo deste elemento é de 150, 50 e até 10 mg por litro de gasolina ou diesel.

Se considerarmos brevemente este sistema, fica assim: os bicos estão localizados no cabeçote. Com base nisso, a injeção é realizada diretamente nos cilindros. Vale a pena notar que este sistema de injeção é adequado para muitos motores a gasolina. Como observado acima, a alta pressão é usada no sistema de combustível, sob a qual a emulsão é fornecida diretamente à câmara de combustão, contornando o coletor de admissão.

Sistema de injeção de combustível: corrida enxuta

Um pouco mais acima, examinamos a injeção direta, que foi usada pela primeira vez em carros Mitsubishi, que tinham a abreviatura GDI. Vamos dar uma olhada rápida em um dos principais modos - rodando em uma mistura pobre. Sua essência está no fato de que o veículo, neste caso, opera com cargas leves e velocidades moderadas de até 120 quilômetros por hora. A injeção de combustível é realizada por uma tocha emfase final de compressão. Refletido do pistão, o combustível se mistura com o ar e entra na área da vela de ignição. Acontece que a mistura na câmara está significativamente esgotada, no entanto, sua carga na área da vela de ignição pode ser considerada ideal. Isso é suficiente para incendiá-lo, após o que o restante da emulsão também se inflama. Na verdade, esse sistema de injeção de combustível garante o funcionamento normal do motor de combustão interna mesmo com uma relação ar / combustível de 40: 1.

Esta é uma abordagem muito eficiente que economiza muito combustível. Mas vale a pena prestar atenção ao fato de que a questão da neutralização dos gases de escape se tornou aguda. O fato é que o catalisador é ineficiente, pois o óxido de nitrogênio é formado. Neste caso, é utilizada a recirculação dos gases de escape. Um sistema ERG especial permite diluir a emulsão com gases de escape. Isso diminui um pouco a temperatura de combustão e neutraliza a formação de óxidos. No entanto, essa abordagem não permitirá que você aumente a carga no motor. Para resolver parcialmente o problema, é usado um catalisador de armazenamento. Este último é extremamente sensível a combustíveis com alto teor de enxofre. Por esta razão, é necessária a inspeção periódica do sistema de combustível.

Mistura homogênea e operação em 2 estágios

Power Mode (Mistura Homogênea) - ideal para condução agressiva em áreas urbanas, ultrapassagens, além de dirigir em rodovias e rodovias. Neste caso, é utilizada uma tocha cônica, menos econômica que a versão anterior. Injeçãoé realizado no curso de admissão, e a emulsão resultante geralmente tem uma proporção de 14,7:1, ou seja, próxima da estequiométrica. Na verdade, este sistema de abastecimento automático de combustível é exatamente o mesmo que o de distribuição.

O modo de dois estágios implica injeção de combustível no curso de compressão, bem como na partida. A principal tarefa é um aumento acentuado no motor. Um exemplo notável da operação eficaz de tal sistema é o movimento em baixas velocidades e uma pressão forte no acelerador. Neste caso, a probabilidade de detonação aumenta significativamente. Por esta simples razão, em vez de um estágio, a injeção ocorre em dois.

No primeiro estágio, uma pequena quantidade de combustível é injetada no curso de admissão. Isso permite que você diminua ligeiramente a temperatura do ar no cilindro. Podemos dizer que o cilindro conterá uma mistura extra-magra na proporção de 60:1, portanto, a detonação é impossível como tal. Na fase final do curso de compressão, é injetado um jato de combustível, que traz a emulsão para uma rica na proporção de aproximadamente 12:1. Hoje podemos dizer que tal sistema de combustível do motor foi introduzido apenas para veículos do mercado europeu. Isso se deve ao fato de que altas velocidades não são inerentes ao Japão, portanto, não há cargas altas no motor. Na Europa, há um grande número de rodovias e autoestradas, então os motoristas estão acostumados a dirigir rápido, e isso é uma grande carga no motor de combustão interna.

Outra coisa interessante

Vale a pena atentar para o fato de que, diferentemente dos sistemas de carburador, a injeção exige que haja uma verificação regular do sistema de combustível. Isso se deve ao fato de que um grande número de eletrônicos complexos pode falhar. Como resultado, isso levará a consequências indesejáveis. Por exemplo, o excesso de ar no sistema de combustível levará a uma violação da composição da emulsão e a uma proporção de mistura incorreta. No futuro, isso afeta o motor, a operação instável aparece, os controladores falham, etc. Na verdade, o injetor é um sistema complexo que determina quando uma faísca precisa ser aplicada aos cilindros, como fornecer uma mistura de alta qualidade ao bloco de cilindros ou coletor de admissão, quando abrir os injetores e qual proporção de ar e gasolina deve estar na emulsão. Todos esses fatores afetam a operação sincronizada do sistema de combustível. O interessante é que sem a maioria dos controladores, a máquina pode funcionar corretamente sem desvios significativos, pois há registros e tabelas de emergência que serão utilizados.

A eficiência do motor de combustão interna no nosso caso é determinada pela exatidão dos dados recebidos dos controladores. Quanto mais precisos forem, menos possíveis várias avarias do sistema de combustível. A velocidade do sistema como um todo também desempenha um papel importante. Ao contrário dos carburadores, o ajuste manual não é necessário aqui, e isso elimina erros durante o trabalho de calibração. Consequentemente, teremos uma combustão mais completa da mistura e um sistema melhor em termos de ecologia.

Conclusão

Concluindo, vale a pena falar um pouco sobre as deficiências inerentes aos sistemas de injeção. A principal desvantagem é o alto custo dos motores de combustão interna. Porem geral, o custo dessas unidades será superior em cerca de 15%, o que é significativo. Mas há outras desvantagens também. Por exemplo, uma válvula do sistema de combustível com falha na maioria dos casos não pode ser reparada, devido a um vazamento, então você só precisa trocá-la. Isso também se aplica à manutenibilidade de equipamentos em geral. Alguns componentes e peças são muito mais fáceis de comprar do que gastar dinheiro em reparos. Essa qualidade não é inerente aos veículos com carburador, onde você pode separar todos os componentes importantes e restaurar seu desempenho sem gastar muito tempo e esforço. Sem dúvida, o sistema eletrônico de abastecimento de combustível está sendo reparado com grande esforço e meios. Eletrônicos sofisticados dificilmente serão consertados na primeira estação de serviço disponível.

Bem, conversamos com você sobre o que são os sistemas de injeção. Como você pode ver, este é um tema muito interessante para a conversa. Você pode falar muito mais sobre o que são bons bicos e a capacidade de ajustar instantaneamente o motor. Mas já falamos sobre os pontos principais. Lembre-se de que o sistema de combustível de um motor a gasolina deve ser inspecionado regularmente quanto a possíveis defeitos. Por exemplo, devido à baixa qualidade do combustível, que é realmente inerente ao nosso país, os bicos geralmente ficam entupidos. Por causa disso, o motor começa a funcionar de forma intermitente, a potência cai, a mistura fica muito pobre ou vice-versa. Tudo isso tem um efeito muito ruim no carro como um todo, portanto, é necessário um monitoramento constante e regular. Além disso, tente abastecer apenas com a gasolina recomendada pelo fabricante do seu veículo.