Как работает инжекторная система впрыска?
Суть всего процесса заключается в том, что бензин под давлением подается в топливную рампу, в которой производится смешивание с очищенным воздухом в пропорции 14 к 1. Смесь всегда находится под давлением, поэтому при открывании клапана она попадает в камеру сгорания беспрепятственно. Здесь происходит воспламенение, и поршень совершает рабочий ход. При этом вращается коленчатый вал, и автомобиль приводится в движение.
За нормальную работу всех узлов отвечает куча датчиков, которые производят замер температуры, давления, количества воздуха и бензина, и т. д. Все сигналы подаются на микроконтроллерный блок управления. В нем заложен специальный алгоритм, который регулирует работу всех основных узлов и механизмов. Вот о двигателе ВАЗ-2107 (инжектор) мы и поговорим в нашей статье. А если точнее – о его составляющих.
Устройство
Инжектор ВАЗ 2107
Инжектор ВАЗ 2107 состоит из следующих элементов:
- Компьютер;
- Датчики;
- Топливные трубки и шланги;
- Топливный и воздушный фильтр;
- Исполнительные механизмы;
- Бензобак;
- Проводка.
Система питания инжектор содержит главный элемент — компьютер или ЭБУ. В его постоянной памяти содержится программа (алгоритм), в соответствии с которой реализуется управление исполнительными механизмами, к ним относятся:
- Топливный насос;
- Форсунки;
- Регулятор холостого хода;
- Клапан адсорбера.
Каждый из вышеперечисленных элементов выполняет свою функцию.
Бензонасос
Включается выходным сигналом ЭБУ через реле. Имеет сетчатый фильтр и датчик уровня топлива. Бензин из него проходит через топливный фильтр. Насос находится в баке и чтобы извлечь его, нужно убрать заднее сиденье, снять люк и открутить крепление.
Форсунка
Представляет собой распылитель, снабжённый электромагнитным клапаном. Срабатывает от импульса ЭБУ. Соответственно, длительность открытия клапана (количество подаваемого бензина) зависит от времени подачи импульса. Она установлена на общей для всех форсунок рампе, постоянное давление в которой поддерживается клапаном. В случае его превышения, клапан открывается, и бензин возвращается обратно в бак. Форсунка входит во впускной коллектор. Воздушный поток, проходя через впускной коллектор, уносит порцию бензина, выброшенного форсункой.
Устройство топливной системы ВАЗ 2107
Регулятор холостого хода
Топливная система поддерживает холостые обороты двигателя с помощью регулятора. Представляет собой шаговый двигатель, связанный с регулирующим органом конической формы. Его приближение уменьшает воздушный поток, поступающий во впускной коллектор, удаление, наоборот, увеличивает.
Клапан адсорбера
Нужен для того, чтобы включать вентиляцию адсорбера, который накапливает в себе пары бензина и в нужный момент отдаёт их во впускной коллектор.
Система питания инжектор содержит датчики для измерения, преобразования и передачи сигнала к ЭБУ.
На автомобиле ВАЗ 2107 установлены следующие датчики:
- Положения коленвала;
- Массового расхода воздуха;
- Положения дроссельной заслонки;
- Температуры охлаждающей жидкости;
- Скорости;
- Содержания кислорода в выхлопных газах.
Положение коленвала
Этот параметр нужен ЭБУ для своевременного открытия форсунок. При неисправности этого датчика автомобиль ВАЗ 2107 не поедет.
Расход воздуха
Позволяет подавать топливо в нужном количестве. Сигнал с этого датчика иногда неверный. Причиной этому может быть его неисправность, вызванная повышенной влажностью или низкой температурой. Воздушный фильтр с конденсатом внутри или загрязнённый, неблагоприятно влияет на этот датчик.
Положение дроссельной заслонки
Этот сигнал аналоговый, т. е. непрерывный. Он передаёт точные данные о положении дроссельной заслонки.
Температура охлаждающей жидкости
Параметр нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, прогрет ли двигатель. Это необходимо для корректной работы холодного мотора. Смесь обогащается благодаря температурной поправке.
Датчик скорости
Измеряет и передаёт сигнал в виде последовательности импульсов на ЭБУ.
Концентрация кислорода
Содержание кислорода в отходящих газах необходимо измерять для корректировки состава топливной смеси. В момент прогрева он не работает. Это целесообразно, т. к. смесь обогащённая.
Датчик коленчатого вала
Это один из важных считывающих устройств, имеется на любом инжекторном моторе, в том числе и на «семерках». С его помощью происходит считывание числа оборотов коленчатого вала. Если присмотреться внимательнее к конструкции всего узла, то можно увидеть, что датчик устанавливается напротив зубьев шкива коленвала. И видно, что расстояние между зубьями одинаково, но не везде. Есть промежуток, в котором отсутствует два зуба – именно этот отрезок и является «задающим». Датчик улавливает его и начинает считать новый оборот шкива.
С помощью этого прибора происходит учет количества оборотов. Исходя из данных, которые поступают от датчика, электронный блок управления решает, увеличить или уменьшить количество воздуха или бензина в смеси. Но это не все, на работу влияют и другие приборы, о которых мы поговорим дальше.
Датчик расхода воздуха
Это прибор, который позволяет зафиксировать количество воздуха, которое поступает в топливную рампу. В основе конструкции находится нить из платины, которая в некоторых случаях загрязняется. Чтобы продлить ресурс этого устройства, необходимо своевременно менять воздушный фильтр. Если степень загрязнения небольшая, допускается производить очистку нити при помощи средства для промывки инжекторов.
Суть работы заключается в том, что нить прогревается до определенной температуры. При прохождении воздуха через трубку происходит охлаждение нити на несколько градусов. Логика, установленная в блоке управления, производит расчет количества воздуха, который поступает в рампу. Это самый простой способ посчитать воздух, поступающий в рампу для образования смеси.
Система зажигания
На карбюраторных двигателях имелись распределители зажигания механического типа (как бесконтактные, так и контактные). Но у них у всех есть один большой недостаток – трение в большей или меньшей степени все равно присутствует, поэтому надежность всего механизма низкая.
Что касается инжекторных моторов, то в них происходит считывание всех параметров с помощью датчиков. Сигналы поступают на электронный блок управления, затем обрабатываются. Логика позволяет регулировать угол опережения зажигания и момент впрыска топлива в камеру сгорания. Свечи и бронепровода используются точно такие же, как и на карбюраторных двигателях.
Стоит отметить, что современные автомобили комплектуются системой зажигания, в которой на каждой свече устанавливается отдельная катушка, к ней подключается низковольтный провод. Таким нехитрым образом удалось избежать наличия высокого напряжения под капотом.
Датчик положения заслонки
Дроссельная заслонка – это узел, который позволяет изменять количество воздуха, подаваемого в топливную рампу. По сути, когда вы нажимаете на педаль акселератора, вы увеличиваете количество воздуха, а не бензина. Уже исходя из того, сколько кислорода поступило в рампу, произойдет увеличение или уменьшение объема бензина. Всего можно встретить два типа конструкций датчиков:
- Резистивные.
- Бесконтактные.
Первые по принципу действия похожи на регуляторы громкости в бытовой технике. У них есть один большой недостаток – есть трущиеся поверхности, поэтому часто прибор выходит из строя. Выработка присутствует, как правило, в самом начале дорожки. При поломке датчика положения будет наблюдаться частое изменение холостых на ВАЗ-2107 (инжектор не может понять, в каком положении находится педаль, так как сопротивление датчика неустойчивое).
Таких недостатков лишен бесконтактный датчик (работает по принципу энкодера). Но стоимость у него намного выше, поэтому рядовые водители редко устанавливают их на свои автомобили.
Характеристика масел для ВАЗ
Ресурс работы двигателя зависит от правильного подбора масла для инжекторных ВАЗ 2107. Рекомендуемый стандарт качества для смазывающей жидкости дает завод изготовитель. В автомобиль можно заливать любой тип масла, который соответствует стандартам качества API SJ/CF, SG/CD.
Аббревиатура API означает соответствие смазывающей жидкости основным критериям:
- моющие свойства;
- температурный режим;
- показатель отложений на узлах мотора до первой замены масла;
- выброс вредных веществ;
- коррозийные способности;
- эффективность защиты узлов от трения.
Буквы указывают на эксплуатационные характеристики. Чем дальше от А буква расположена, тем качественней продукт.
Рекомендовано использовать следующие типы масел.
Марка масла для ВАЗ | Группы вязкости по SAE | API стандарт |
RAVENOL LLO | 10W-40 | SJ/CF |
SHELL HELIX SUPER | 10W-40 | SG/CD |
ТНК СУПЕР ОЙЛ | 5W-40, 10W-40, 15W-40, 20W-40 | SG/CD |
TOTAL QUARTZ | 5W-40, 10W-40 | SL/SF |
MOBIL SUPER М | 15W-40 | SJ/CF |
ЛУКОЙЛ ЛЮКС | 5W-40, 10W-40, 15W-40 | SJ/CF-4 |
НОВОЙЛ-СИНТ | 5W30 | SG/CD |
CONSOL | 5W-40, 10W-40, 15W-40 | SG/CD |
BIZOL GREEN OIL | 10W-40 | SL/SF |
ESSO ULTRA | 10W-40 | SJ/CD |
ЛУКОЙЛ СУПЕР | 5W-40, 10W-40, 15W-40, 10W-30 | CF-4/SG |
RAVENOL SUPER HD | 15W-40 | SJ/CF |
ЛУКОЙЛ СУПЕР | 5W-30, 5W-40, 10W-40, 15W-40 | SG/CD |
АНГРОЛ-СУПЕР | 5W30, 5W-40, 10W-40 | SG/CD |
ЛЮКС | 5W30, 5W-40,10W-30, 10W-40, 15W-40, 20W-40 | SG/CD |
ESSO UNIFLO | 10W-40, 15W-40 | SJ/CD |
Топливные форсунки
Это одни из основных компонентов, их чистка и замена на ВАЗ-2107 (инжектор) должна производиться своевременно. На ресурс форсунок также влияют фильтры. По сути, форсунки – это электромагнитные клапаны, которые стоят на пути движения топливной смеси. Электронный блок управления дает команду на их открывание и закрывание, ориентируясь на показания датчиков.
Для защиты электрических цепей в монтажном блоке установлены предохранители. На ВАЗ-2107 (инжектор) все компоненты имеют защиту, а форсунки обязательно включаются посредством электромагнитного реле, так как у них большой ток потребления.
Характеристика ВАЗ 2107
Эксплуатационные показатели | Значение |
Максимальная скорость, км/ч | 150 |
Расход топлива л: | |
Город | 9,6 |
Трасса | 6,9 |
Смешанный | 8 |
Норма токсичности Euro | Euro 2 |
Двигатель | |
Объем силового агрегата, см3 | 1451 |
Тип топлива | бензин |
Количество и расположение цилиндров | 4/R |
Система питания | Распределительный впрыск |
Число клапанов | 8 |
Максимальный крутящий момент, Н*м при об/мин | 115 при 3450 |
Максимальная мощность, л.с | 71 |
Трансмиссия | |
Тип трансмиссии | Механическая |
Количество ступеней | 5 |
Тип привода | Задний |
Подвеска | |
Устройство передней подвески | Независимое многорычажное |
Устройство задней подвески | Зависимое, на витых пружинах |
Передние тормозной механизм | Дисковый |
Задний тормозной механизм | Барабанный |
Изначально семерка комплектовалась движком с кубатурой 1,5 л., но в процессе производства силовой ряд был расширен.
Модификации моторов установленных на ВАЗ 2107.
Параметры | Модельный ряд двигателей ВАЗ | ||||
2103 | 2104 | 2106 | 21067 | 21067-20 | |
Диаметр цилиндра, ход поршня | 76 80 | 76 80 | 79 80 | 79 80 | 79 20 |
Рабочий объем | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
Степень сжатия | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 8,5 |
Система питания | карбюратор | Распределительный впрыск | карбюратор | Распределительный впрыск | Распределительный впрыск |
Номинальная мощность, кВт | 52,5 | 52,5 | 54,8 | 54,5 | 53,5 |
Номинальная частота вращения | 5600 | 5000 | 5600 | 5000 | 5300 |
Марка топлива | (АИ-92) | (АИ-92) | (АИ-92) | (АИ-92) | (АИ-95) |
Свечи зажигания | А17ДВР, FE65CPR, А17ДВ-10 | А17ДВРМ, BRISR, SUPER, LR 15YC | А17ДВР, FE65CPR, А17ДВ-10 | А17ДВРМ, BRISR, SUPER, LR 15YC | А17ДВРМ, BRISR, SUPER, LR 15YC |
Норма токсичности | Евро-0 | Евро-2 | Евро-0 | Евро-2 | Евро-3 |
Датчик давления топлива
Этот прибор необходим, чтобы в топливной рампе не образовалось высокое давление. Насос, расположенный в баке, нагнетает по трубопроводам бензин в топливную рампу до определенного давления. Его должно хватать для того, чтобы произошел впрыск смеси в камеру сгорания. Датчик устанавливается непосредственно на рампе, и при превышении предельно допустимого значения давления происходит выброс излишков через обратный клапан в магистраль, соединенную с баком. Принцип работы примерно такой же, как и у крышки расширительного бачка в системе охлаждения.
Лямбда-зонд
Это датчик, который позволяет оценить содержание кислорода в отработанных газах. Нужно отметить, что напрямую произвести замер нельзя, поэтому приходится устанавливать чувствительный элемент внутри выхлопной трубы и снаружи. А чтобы улучшить чувствительность, необходимо прогревать устройство до 600 градусов.
По этому датчику устанавливается момент зажигания и регулируется качество топливной смеси. Наличие прибора обусловлено введением норм токсичности.
Недостатки и достоинства модели
Двигатель ваз 2107 инжектор имеет ряд преимуществ перед карбюраторными модификациями:
- электронный механизм управления обеспечивает устойчивую работу движка при любых условиях эксплуатации;
- наличие катализатора и оптимальное соотношение воздуха к топливу уменьшает количество вредных веществ в отработанных газах;
- хорошо заводится в холодное время и реже глохнет при неумелом запуске;
- зазоры в клапанах и натяжение цепи регулируются автоматически, что уменьшает шумность силового агрегата;
- плавная диаграмма крутящего момента — высшая точка достигается в большом диапазоне оборотов.
Наряду с позитивными качествами существуют некоторые недостатки:
- высокие требование к качеству топлива. Использование низкокачественного бензина приведет к засорению фильтров, форсунок и поломке подкачивающего насоса;
- низкое расположение катализатора выхлопной трубы, поэтому проезжать препятствия нужно осторожно;
- мало места в подкапотном пространстве. Это затрудняет доступ до некоторых узлов. Однако инжекторное питание имеет длительный ресурс и не требует частого обслуживания;
- не ремонтируется в гаражных условиях. При возникновении неисправностей нужно обращаться в сервисный центр. Диагностика поломок проводится с использованием специального оборудования, которое считывает данные с датчиков и ЭБУ;
- наличие автоматического оборудования повышает стоимость в ремонте.
Как работает система впрыска топлива?
А теперь давайте поговорим о том, как происходит работа инжекторной системы впрыска топлива. Итак, с самого начала:
- Вы поворачиваете ключ зажигания, подается питание на электронный блок управления, все датчики и исполнительные механизмы.
- После начала вращения коленвала стартером начинает работать генератор ВАЗ-2107 (инжектор).
- Все датчики фиксируют изменение параметров, которые они измеряют.
- Электронный блок управления корректирует качество смеси и регулирует угол опережения зажигания.
- Смесь под действием давления подается в камеры сгорания через открытые форсунки, начинается процесс воспламенения и рабочий такт.
Вот и все — двигатель запустился, все его узлы работают. При нажатии на педаль акселератора вы увеличиваете количество воздуха, следовательно, и бензина. Число оборотов коленчатого вала также увеличится.
Варианты оптимизации работы двигателя
Многие водители с целью повышения производительности и увеличения мощности проводят тюнинг двигателя ВАЗ 2107. Важный фактор, который влияет на мощностные показатели это чистые форсунки. Их загрязнение понижает отдачу двигателя, ухудшает эффективность, уменьшает впрыскиваемый объем топлива, что приведет к провалам при нажатии на педаль газа.
Обычно проблема возникает из-за использования некачественного бензина. Такое топливо сдержит тяжелые парафины, которые отлаживаются на тарелках клапанов, форсунках и дроссельной заслонке. Есть несколько вариантов их очистки.
Первый, это очистка и проверка на стенде.
Наименования | Показания |
Количество проверяемых форсунок | 6 |
Напряжения питания, В | 220 |
Напряжение управления форсунками, В | 6;12 |
Диаметр посадочных гнезд форсунок, мм | 11;14 |
Сопротивление, Ом | 2…6; 11…20 |
Максимальная потребляемая мощность, Вт | 60 |
Крайний предел давление в рампе, атм | 6 |
Крайний предел давление при очистке, атм | 6 |
Допустимый разбаланс должен быть в пределах 1,5%. При отклонение более чем на:
- 2,5% — повышается расход топлива;
- 3,5% — проявляется неустойчивая работа на холостых оборотах, затруднительный холодный старт;
- 4% — возникают провалы при резком ускорении;
- 5% — двигатель плохо запускается, появляется устойчивое троения.
Второй вариант заключается в применении специальной промывочной жидкости и оборудования. Очистку можно выполнить в домашних условиях. Для этого нужно разбавить промывочную жидкость с бензином и добавить в систему питания. В итоге отложения разъедаются и попадают в цилиндр, где полностью сгорают.
Большое влияние на поддержку автомобиля в рабочем состоянии оказывает качество используемого масла.