インジェクター - それは何ですか？ 仕組みと目的
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自動車の世界では、内燃焼エンジンで使用されるXNUMXつの燃料システムがあります。 XNUMXつ目はキャブレター、XNUMXつ目はインジェクションです。 以前にすべての車にキャブレターが装備されていた場合（そして内燃エンジンの出力もその数に依存していました）、ほとんどの自動車メーカーの最新世代の車ではインジェクターが使用されています。
このシステムがキャブレターシステムとどのように異なるか、インジェクターのタイプは何か、そしてその長所と短所は何かを考えてみましょう。
インジェクターとは何ですか？
インジェクターは、空気/燃料混合物の形成に関与する自動車の電気機械システムです。 この用語は、燃料を注入する燃料噴射装置を指しますが、マルチアトマイザー燃料システムも指します。
インジェクターはあらゆるタイプの燃料で作動し、そのおかげでディーゼル、ガソリン、ガスエンジンで使用されます。 ガソリンとガスの機器の場合、エンジンの燃料システムは同じになります（これのおかげで、燃料を組み合わせるためにそれらにLPG機器を取り付けることができます）。 ディーゼルバージョンの動作原理は同じですが、高圧下でのみ動作します。
インジェクター - 登場履歴
最初の噴射システムは、キャブレターとほぼ同時期に登場しました。 インジェクターの最初のバージョンはシングルインジェクションでした。 エンジニアはすぐに、シリンダーに入る空気の流量を測定できれば、圧力下で燃料の計量供給を組織化できることに気づきました。
当時、インジェクターは広く使用されていませんでした。当時、科学技術の進歩は、インジェクターエンジンを搭載した車が一般のドライバーに利用可能になるほどの発展には至らなかったためです。
設計と信頼性の高い技術の点で最も単純なのはキャブレターでした。 また、XNUMX台のモーターに最新バージョンや複数の機器を搭載することで性能を大幅に向上させることができ、自動車競技への参加が確認されました。
インジェクターの最初の必要性は、航空で使用されたモーターに現れました。 頻繁で深刻な過負荷のため、燃料はキャブレターをうまく流れませんでした。 このため、第二次世界大戦中、戦闘機には高度な強制燃料噴射（インジェクター）技術が使用されました。
インジェクター自体がユニットの操作に必要な圧力を生成するため、飛行中の航空機が受ける過負荷を恐れることはありません。 ピストンエンジンがジェットエンジンに取って代わられ始めたとき、航空インジェクターは改善を停止しました。
同じ時期に、スポーツカーの開発者はインジェクターのメリットに注目しました。 キャブレターと比較して、インジェクターは同じシリンダーボリュームに対してより多くのパワーをエンジンに提供しました。 徐々に、革新的な技術がスポーツから民間輸送に移行しました。
自動車産業では、第二次世界大戦直後にインジェクターが導入され始めました。 ボッシュは、注射システムの開発におけるリーダーでした。 最初に、K-ジェトロニックメカニカルインジェクターが登場し、次にその電子バージョンが登場しました-KE-ジェトロニック。 エンジニアが燃料システムの性能を向上させることができたのは、電子機器の導入のおかげでした。
インジェクターのしくみ
最も単純な注入タイプのシステムには、次の要素が含まれています。
- ECU;
- 電動ガソリンポンプ;
- ノズル（システムのタイプに応じて、XNUMXつ以上にすることができます）;
- 空気およびスロットルセンサー;
- 燃料圧力制御。
燃料システムは、次のスキームに従って動作します。
- エアセンサーは、エンジンに入る量を記録します。
- そこから、信号はコントロールユニットに送られます。 このパラメータに加えて、メインデバイスは他のデバイス（クランクシャフトセンサー、エンジンと気温、スロットルバルブなど）から情報を受け取ります。
- ブロックはデータを分析し、どの圧力でどの瞬間に燃焼室またはマニホールドに燃料を供給するかを計算します（システムのタイプによって異なります）。
- サイクルは、ノズルニードルを開く信号で終了します。
車の噴射システムがどのように機能するかについての詳細は、次のビデオで説明されています。
インジェクター装置
インジェクターは1951年にボッシュによって最初に開発されました。 この技術は、700ストロークのゴリアテ300で使用されました。 XNUMX年後、メルセデスXNUMXSLに搭載されました。
この燃料システムは好奇心が強く、非常に高価だったため、自動車メーカーはそれをパワーユニットのラインに導入することを躊躇しました。 世界的な燃料危機後の環境規制の強化に伴い、すべてのブランドが自社の車両にそのようなシステムを装備することを検討することを余儀なくされました。 開発は非常に成功したため、今日ではすべての車にデフォルトでインジェクターが装備されています。
システム自体の設計とその動作原理はすでに知られています。 アトマイザー自体に関しては、そのデバイスには次の要素が含まれています。
- 燃料セルが接続されているポイントで空気がライン回路に入らないようにするゴム製シール。
- 細かいフィルターがスプレー穴の詰まりを防ぎます。
- ワイヤーを接続するためのコネクター;
- 電磁石-針を動かします。
- 電磁石の巻線は、磁石自体の動きを活性化します。
- 上げられた針を元の位置に戻すスプリング。
- 吸気マニホールドとノズル壁の間に空気が入るのを防ぐゴム製シール。
- 針-燃料が注入されるバルブの機能を実行します。
- 直接注入システムで使用されるモデルには、追加の保護カバーがあります。 HTSが点火したときにハウジングが過熱するのを防ぎます。
インジェクターノズルの種類
また、ノズルは燃料噴霧の原理が異なります。 主なパラメータは次のとおりです。
電磁ノズル
ほとんどのガソリンエンジンには、まさにそのようなインジェクターが装備されています。 これらの要素には、針とノズルを備えたソレノイドバルブがあります。 デバイスの動作中、磁石巻線に電圧が印加されます。
パルス周波数は、コントロールユニットによって制御されます。 巻線に電流を流すと、対応する極性の磁場が巻線に形成され、それによってバルブアーマチュアが移動し、それに伴って針が上昇します。 巻線の張力がなくなるとすぐに、スプリングが針を所定の位置に移動します。 燃料圧力が高いため、ロック機構を簡単に戻すことができます。
電気油圧式ノズル
このタイプのスプレーは、ディーゼルエンジンで使用されます（Common Rail燃料レールの変更を含む）。 スプレーにはソレノイドバルブもあり、ノズルのみにフラップ（入口と排水口）があります。 電磁石の電源を切ると、針は所定の位置に留まり、燃料圧力によってシートに押し付けられます。
コンピューターがドレンスロットルに信号を送ると、ディーゼル燃料が燃料ラインに入ります。 ピストンへの圧力は小さくなりますが、針への圧力は低下しません。 この違いにより、針が上がり、穴からディーゼル燃料が高圧下でシリンダーに入ります。
圧電ノズル
これは、注入システムの分野における最新の開発です。 主にディーゼルエンジンに使用されます。 この変更の利点のXNUMXつは、最初の変更と比較して、XNUMX倍高速に動作することです。 さらに、そのようなデバイスの投与量はより正確です。
そのようなノズルの装置はまた、弁および針を含むが、プッシャーを備えた圧電要素も含む。 アトマイザーは、電気油圧式アナログの場合と同様に、圧力差の原理に基づいて動作します。 唯一の違いは、応力下で長さが変化するピエゾクリスタルです。 電気インパルスを加えると、その長さが長くなります。
クリスタルはプッシャーに作用します。 これにより、バルブが開きます。 燃料がラインに入り、圧力差が形成されるため、針がディーゼル燃料を噴霧するための穴を開けます。
注射システムの種類
インジェクターの最初の設計には、部分的にしか電気部品がありませんでした。 設計のほとんどは、機械部品で構成されていました。 最新世代のシステムには、安定したエンジン動作と最高品質の燃料投与量を保証するさまざまな電子要素がすでに装備されています。
現在までに開発された燃料噴射システムはXNUMXつだけです。
- モノインジェクション;
- マルチインジェクション;
- 直接注入。
中央（シングルインジェクション）インジェクションシステム
現代の自動車では、そのようなシステムは実際には見られません。 キャブレターと同じように、インテークマニホールドに取り付けられた単一の燃料インジェクターを備えています。 マニフォールドでは、ガソリンが空気と混合され、牽引力の助けを借りて、対応するシリンダーに入ります。
キャブレターエンジンは、XNUMX番目のケースで強制噴霧が実行されるという点でのみシングルインジェクションのインジェクションエンジンと異なります。 これにより、バッチがより小さな粒子に分割されます。 これにより、BTCの燃焼が改善されます。
ただし、このシステムには重大な欠点があるため、すぐに時代遅れになりました。 スプレーが吸気バルブから離れすぎているため、シリンダーが不均一に充填されていました。 この要因は、内燃焼エンジンの安定性に大きく影響しました。
分散（マルチインジェクション）インジェクションシステム
マルチインジェクションシステムは、すぐに上記のアナログに取って代わりました。 これまで、ガソリンエンジンに最適とされてきました。 その中で、注入は吸気マニホールドにも実行されます。ここでのみ、インジェクターの数がシリンダーの数に対応します。 これらは吸気バルブのできるだけ近くに設置されているため、各シリンダーのチャンバーは目的の組成の混合気を受け取ります。
分散型噴射システムにより、電力を失うことなくエンジンの「過剰」を減らすことができました。 さらに、そのような機械は、キャブレターの対応物（およびモノインジェクションが装備されているもの）よりも環境基準と一致しています。
このようなシステムの唯一の欠点は、多数のアクチュエーターが存在するため、燃料システムの調整と保守が、自分のガレージで実行するのに十分なほど難しいことです。
直接注入システム
これは、ガソリンおよびガスエンジンに適用される最新の開発です。 ディーゼルエンジンに関しては、これがそれらで使用できる唯一のタイプの噴射です。
直接燃料供給システムでは、分散システムの場合と同様に、各シリンダーに個別のインジェクターがあります。 唯一の違いは、スプレーがシリンダーの燃焼室の真上に設置されていることです。 スプレーは、バルブをバイパスして、作業キャビティに直接実行されます。
この変更により、エンジンの効率を高め、消費量をさらに削減し、混合気の高品質な燃焼により、内部燃焼エンジンをより環境に優しいものにすることができます。 前の変更の場合と同様に、このシステムは複雑な構造を持ち、高品質の燃料を必要とします。
キャブレターとインジェクターの違い
これらのデバイス間の最も重要な違いは、MTC形成スキームとその提出の原則にあります。 私たちが発見したように、インジェクターはガソリン、ガス、またはディーゼル燃料の強制噴射を実行し、噴霧化により燃料は空気とよりよく混合します。 キャブレターでは、空気室で発生する渦の質が大きな役割を果たします。
キャブレターは、ジェネレーターによって生成されたエネルギーを消費せず、動作するために複雑な電子機器を必要としません。 その中のすべての要素はもっぱら機械的であり、物理的な法則に基づいて機能します。 インジェクターは、ECUと電気がないと機能しません。
キャブレターとインジェクターのどちらが良いですか？
この質問への答えは相対的です。 あなたが新しい車を買うなら、選択の余地はありません-気化器の車はすでに歴史にあります。 自動車販売店では、注射モデルしか購入できません。 しかし、流通市場にはまだキャブレターエンジンを搭載した車両が多く、工場がスペアパーツを生産し続けているため、近い将来その数は減少しません。
エンジンの種類を決定するときは、マシンがどのような条件で使用されるかを検討する価値があります。 メインモードが地方または小さな町である場合、キャブレターマシンはその仕事をうまく行います。 このような地域では、インジェクターを適切に修理できる高品質のサービスステーションはほとんどなく、キャブレターは自分でも修理できます（YouTubeは自己教育のレベルを上げるのに役立ちます）。
大都市の場合、インジェクターを使用すると、ドラッグや頻繁な交通渋滞の状況で（キャブレターと比較して）大幅に節約できます。 ただし、このようなエンジンには特定の燃料が必要になります（より単純なタイプの内燃焼エンジンよりもオクタン数が高くなります）。
例としてオートバイの燃料システムを使用して、次のビデオは、キャブレターとインジェクターの長所と短所を示しています。
インジェクションエンジンケア
噴射燃料システムのメンテナンスはそれほど難しい手順ではありません。 主なことは、定期的なメンテナンスに関するメーカーの推奨事項に従うことです。
- 時間内にエアフィルターを交換してください。
- ファイン燃料フィルターの交換を忘れないでください。
- システムセンサーの接点に油やほこりの汚染がないか定期的に確認してください。
- ほとんど空のタンクで運転しないでください（これが燃料ポンプの故障の原因であることがよくあります）。
- タンクに正しい燃料を入れます。
これらの単純なルールは、故障した要素の修理に無駄な無駄を省きます。 モーターの動作モードの設定は、電子制御ユニットが行います。 インストルメントパネルのセンサーのXNUMXつからの信号がない場合にのみ、チェックエンジン信号が点灯します。
適切なメンテナンスを行っても、燃料噴射装置の清掃が必要になる場合があります。
インジェクターの洗浄
次の要因は、そのような手順の必要性を示している可能性があります。
- エンジンはうまく始動しません。
- フローティングアイドル速度;
- オーバークロック中のダイナミクスの低下。
- 車はより「食欲をそそる」ようになりました。
基本的に、インジェクターは燃料中の不純物のために詰まっています。 それらは非常に小さいので、フィルターのフィルター要素から浸透します。
インジェクターはXNUMXつの方法で洗い流すことができます：サービスステーションに車を持って行き、スタンドで手順を実行するか、特別な化学薬品を使用して自分でそれを行います。 XNUMX番目の手順は、次の順序で実行されます。
- まず、代替燃料システムを作成する必要があります。これは、精製器が追加された燃料が入った小さな容器です（物質の濃度は容器に示されていますが、多くの場合、2,5リットルの流体がXNUMXリットルのエンジン容量を処理するように設計されています）。 ここに別の燃料ポンプが設置されています。
- エンジンは動作温度まで暖められます。
- その後、メイン燃料ポンプの電源を切る必要があります。 これを行うには、ヒューズを取り外すだけです。
- ポンプなしでエンジンを始動しようとする試みが数回行われます。 これは、ライン内の圧力が低下するために必要です。
- 燃料供給ホースが切断されています。
- リターンホースを差し込む必要があります。 これを行うには、フィッティングから取り外し、太いボルトをねじ込みます。
- 新しい燃料システムが接続されています。
- エンジンが始動します。 彼は5分間働く必要があり、その後は詰まっています。
- エージェントがノズル内の堆積物を腐食させるには、数分待ってから内燃焼エンジンを再起動する必要があります。
- エンジンを約30分間作動させ、定期的に速度を2500rpmの値に上げます。
- 代替燃料システムが切断され、標準燃料システムが接続されます。
- モーターを10分間始動して、残留洗浄剤をすべて除去します。
- 手順が完了したら、スパークプラグを新しいものと交換します。
この洗浄は燃料タンクから不純物を除去しないことに注意する必要があります。 これは、詰まりの原因が低品質の燃料である場合、タンクから完全に排出し、きれいな燃料で満たす必要があることを意味します。
この手順の安全性については、ビデオを参照してください。
一般的なインジェクターの誤動作
インジェクターの高い信頼性とその効率にもかかわらず、システム内の要素が細かく機能しているほど、このシステムが故障する可能性が高くなります。 これが現実であり、インジェクターをバイパスしていません。
インジェクションシステムへの最も一般的な損傷は次のとおりです。
- 燃料ポンプの故障（自然な摩耗と低品質の燃料）;
- ノズルの破損（低品質の燃料-目詰まり、バルブの故障）;
- マスエアフローセンサーの目詰まり（アナログの絶対圧センサーが故障することはめったにありません）。
- 電子コネクタの酸化;
- バジェットスロットルポジションセンサーの故障。
- スロットルチャンネルの詰まり;
- 燃料に空気が漏れています。
ほとんどの故障は、パワーユニットの不安定な動作につながります。 その完全な停止は、燃料ポンプの故障、一度にすべてのインジェクター、およびDPKVの故障が原因で発生します。 コントロールユニットは、残りの問題を回避し、内燃エンジンの動作を安定させようとします（この場合、モーターアイコンが整然と点灯します）。
インジェクターの長所と短所
インジェクターの利点は次のとおりです。
- 空気と燃料の混合物のより効率的な形成;
- パワーユニットのパワーは、同じパラメーターのキャブレターエンジンと比較して、最大10パーセント高くなっています。
- エレクトロニクスはより経済的に燃料を消費し、噴射モーメントをより効率的に分配します。
- インジェクターの排出量は、キャブレターよりも75％近く環境にやさしいです。
- 安定性の向上-電子機器は、機械装置ほど頻繁に調整する必要はありません。
- 冬には、インジェクションモーターはより速く動作モードになります-それは長期間の加熱を必要としません。
利点に加えて、このシステムには重大な欠点があり、適度な収入のあるドライバーがキャブレターを優先することができません。
- システム自体のコスト、そのメンテナンスまたは修理は、キャブレターのパラメーターと同じパラメーターよりもはるかに高価です。
- 診断を実行するには、特別な機器を備えたスペシャリストが必要です。
- インジェクションエンジンの電子機器やセンサーが故障することはめったにありませんが、これが発生した場合、車を以前のダイナミクスに戻すためにかなりの金額を費やす必要があります。
- インジェクターを装備したエンジンは、燃料の品質を選択します。 キャブレターが92番目のガソリンで完全に静かに動作する場合、インジェクターには少なくとも95番目が必要です。
燃料噴射システムは非常に安定していて信頼できることが証明されています。 ただし、車のキャブレターエンジンをアップグレードしたい場合は、長所と短所を比較検討する必要があります。
インジェクターの仕組みに関するビデオ
これは、噴射燃料システムを備えた最新のエンジンがどのように機能するかについての短いビデオです。
質問と回答：
簡単に言えば、インジェクターとは何ですか？ 英語の注射から（注射または注射）。 基本的には、インテークマニホールドまたはシリンダーに直接燃料を噴射するインジェクターです。
インジェクションビークルとはどういう意味ですか？ これは、ガソリン/ディーゼル燃料をエンジンシリンダーまたはインテークマニホールドに噴霧するインジェクターを備えた燃料システムを使用する車両です。
車内のインジェクターは何ですか？ インジェクターは燃料システムの一部であるため、インジェクターはエンジン内の燃料を機械的に噴霧するように設計されています。 ディーゼルまたはガソリンのインジェクターにすることができます。
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