Система Впрыска EFI(Electronic Fuel Injection).
Первым коммерческим электронным впрыском топлива (EFI) является система Electrojector, разработанная компанией Bendix, и которая была предложена компанией American Motors Corporation (AMC) на двигателе 327 объемом 5,4 литра установленном на автомобиль Rambler Rebel в 1957 году. Впрыск Electrojector являлся опцией для 327 двигателя. Его мощность составила 288 л.с. (214,8 кВт). Пик крутящего момента сдвинулся на 500 оборотов в минуту вниз, чем аналогичный двигатель с карбюраторным впрыском. Стоимость опции EFI составляла $395 по состоянию на 15 июня 1957 года. С системой Electrojector было продано очень мало автомобилей и не одна из них не являлась серийной. Система EFI установленная в Rambler Rebel отлично зарекомендовала себя при положительных температурах, а при отрицательных наблюдались серьезные проблемы с пуском двигателя.
В 1958-м году компания Chrysler предложила свою систему Electrojector на автомобилях Chrysler 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury. Это были первые серийные автомобили оснащенные системой EFI. Эта система EFI была совместно разработана компаниями Chrysler и Bendix. Большинство из 35 автомобилей изначально оборудованные электронной системой впрыска были переоборудованы с 4-карбюраторных систем. Патенты системы впрыска Electrojector впоследствии были проданы компании Bosch.
Компания Bosch разработала электронную систему впрыска топлива D-Jetronic, которая впервые была применена на автомобиле VW 1600TL/E в 1967 году. Это была первая электронная система впрыска топлива, которая для расчета топливо-воздушной смеси использовала показания датчиков частоты вращения двигателя и плотности воздуха во впускном коллекторе. Эта система была адаптирована для автомобилей таких производителей, как VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab и Volvo. В 1974-м году Bosch модернизировала систему D-Jetronic до систем K-Jetronic и L-Jetronic, хотя некоторые автомобили (например Volvo 164) продолжали использовать систему D-Jetronic еще на протяжении несколько лет. В 1970 году компания Isuzu вместе с Bosch адаптировали систему впрыском топлива D-Jetronic для автомобиля Isuzu 117 Coupe, которая продавалась только в Японии.
В 1975-м году на автомобиле Cadillac Seville появилась система EFI разработанная компанией Bendix и смоделированная практически аналогична Bosch D-Jetronic. Система L-Jetronic впервые появилась в 1974-м году на автомобиле Porsche 914, которая использует механический счетчик расхода воздуха. Этот подход требует дополнительных датчиков для измерения атмосферного давления и температуры, для того чтобы в конечном итоге вычислить "воздушную массу". L-Jetronic получила широкое распространение на европейских автомобилей того периода, и несколько японских моделей спустя некоторое время.
В Японии в январе 1974-м году Toyota впервые установила систему EFI на двигатель 18R-E, которым опционально оснащался автомобиль Toyota Celica. Система EFI установленная на двигатель 18R-E являлась многоточечной системой впрыска топлива. Nissan предложил электронную многоточечную систему впрыска топлива в 1975 году. Это была система компании Bosch L-Jetronic, установленной на двигатель Nissan L28E и Nissan Fairlady Z, Nissan Cedric и Nissan Gloria. Вскоре Toyota последовала той же технологии в 1978 году, которую опробовала на двигателе 4M-E, устанавливающимся на Toyota Crown, Toyota Supra и Toyota Mark II. В 1980 году в качестве стандартного оборудования Isuzu Piazza и Mitsubishi Starion оснастили электронной системой впрыска топлива, разработанных отдельно обеими компаниями дизельных двигателей. В 1981 году Mazda продемонстрировала систему EFI на автомобиле Mazda Luce с двигателем Mazda FE, а в 1983 Subaru оснастила ею свой двигатель EA81, установленный на автомобиль Subaru Leone. Honda в 1984 разработала собственную систему PGM-FI для Honda Accord и Honda Vigor (двигатель Honda ES3).
В 1980 году Motorola представила первый электронный блок управления двигателем(ECU) ЕЭС III. Он тесно интегрирован с системами управления двигателем, например, впрыском топлива и зажиганием. На сегодняшний день это стандартный подход для управления системами впрыска топлива.
Основные типы электронного впрыска
SPFI (Single Point Fuel Ijection) − Одноточечный инжектор устанавливается в корпусе дроссельной заслонки, в том месте, где в раньше устанавливался карбюратор. Таким образом электронный впрыск выполняется при помощи одной форсунки сразу для всех цилиндров.
Такая схема впрыска была введена в 1940-х годах на больших авиационных двигателях. В автомобильной промышленности на двигателях легковых автомобилях одноточечный инжектор стали устанавливать в 1980-е годы. У разных производителей система имела разные названия, например TBI у General Motors, CFI у Ford, EGI у Mazda. Из-за того, что топливо впрыскивается во впускные каналы, такая схема имеет общее название "мокрый впрыск".
Самый главный плюс системы SPFI состоит в низкой стоимости самой системы. Большинство вспомогательных компонентов карбюратора, таких как воздушный фильтр, впускной коллектор и воздушный тракт могут использоваться совместно с системой SPFI без дополнительных доработок. Система SPFI широко использовалась на американском рынке с 1980-го по 1995-й год, на европейском же была популярна в начале и середине 1990-х годов.
CFI (Continuous Fuel Injection) − Непрерывный впрыск топлива. Топливо впрыскивается непрерывно при помощи одной или нескольких форсунок, но с переменной скоростью. Это главное отличие от большинства систем впрыска, в которых топливо впрыскивается короткими импульсами различной продолжительности каждого импульса.
Непрерывный впрыск может быть, как одноточечным так и многоточечный, но не может быть непосредственным.
Самая распространенная система непрерывного впрыска K-Jetronic производства Bosch, который появился в 1974-м году. Система K-Jetronic использовалась на протяжении многих лет с 1974-го до середины 1990-х годов такими авто-производителями, как BMW, Lamborghini, Ferrari, Mercedes-Benz, Volkswagen, Ford, Porsche, Audi, Saab, DeLorean, Volvo и Toyota.
CPFI (Central Port Fuel Injection) − Центральный впрыск топлива. Эту систему использовала General Motors с 1992-го по 1996-й год. В ней используются каналы с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива в каждый впускной канал, а не в корпус дроссельной заслонки, как в системе SPFI. Давление топлива аналогично системе SPFI.
MPFI (Multi Point Fuel Injection) − Многоточечный(Мультиточечный) впрыск топлива. Впрыск топлива осуществляется во впускной канал чуть выше от впускного клапана каждого цилиндра, а не в центральной точке впускного коллектора. Система MPFI (или MPI) может быть одновременной или последовательной, т.е. все форсунки работают ассинхронно, каждая из них управляется отдельно CPU двигателя и подает импульс в необходимый момент для каждой форсунки каждого цилиндра.
Многие современные системы EFI используют последовательную систему впрыска топлива MPFI. Но в новых бензиновых двигателях систему MPFI уверенно начинают заменять системы прямого(непосредственного) впрыска.
DFI (Direct Fuel Injection) − Прямой(Непосредственный) впрыск топлива. В двигатель с непосредственным впрыском, в отличие от всех других систем впрыска, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Впервые система непосредственного впрыска топлива DFI была применена на двигателе Mitsubishi (GDI − Gasoline Direct Injection). Сегодня эта система впрыска активно применяется на новых двигателях автомобильных производителей Audi (TFSI), Volkswagen (FSI, TSI), Toyota D4 и т.д.
Использование непосредственного впрыска позволяет достичь 15% топливной экономичности и повысить экологичный класс двигателя.
Система DFI достаточно дорога относительно других систем электронного впрыска топлива за счет того, что для обеспечения ее нормальной работы требуется достичь большое давление в топливной магистрали. Для этого используется специальный топливный насос высокого давления(ТНВД). В свою очередь форсунки подвергаются более высокому давлению и температуре, из-за чего для их производства применяются более дорогостоящие материалы. А так же требуются высокоточные электронные системы, чтобы впрыск топлива в цилиндры происходил в строго определенное время. С такой системой весь впускной коллектор становится сухим, что позволяет содержать систему впуска в идеально чистом состоянии.
Working of EFI(electronic fuel injection system)
The EFI system consists of 2 main compartments Low pressure and High Pressure , the low pressure part consists of fuel tank,fuel pump,heater & cooler,fuel filter whilst the high pressure part consists of fuel injector,fuel injector nozzle,high pressure pump , fuel accumulator
here in this diagram we can see all the various parts of the system .
- The fuel starts moving from the fuel tank because of the pump working to suck in the fuel from the fuel tank
- After that the fuel travels through the filter , which filters out the unwanted materials from the liquid .
- after that it travels to the injectors , giving fuel to the combustion chamber
4. we can see there is an accumulator present in-between the fuel filter and fuel pump , henceforth the fuel travels to the distributor
5. from there it goes through the inlet pipe and then the inlet manifold mixing with the air
Что такое блок управления EFI и как он работает?
Автомобили современной эпохи оснащены всевозможными системами и устройствами, которые обеспечивают их работу и производительность. Одной из таких систем является блок управления EFI (Electronic Fuel Injection), который играет важную роль в работе двигателя и впрыске топлива.
Что такое блок управления EFI?
Блок управления EFI представляет собой электронное устройство, которое контролирует впрыск топлива в цилиндры двигателя, основываясь на информации, полученной от датчиков. Он регулирует смесь воздуха и топлива, обеспечивая оптимальное соотношение для эффективной работы двигателя.
Как работает блок управления EFI?
Для работы блока управления EFI требуется информация о текущих условиях работы двигателя. Он получает эту информацию от различных датчиков, таких как датчик расхода воздуха, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик кислорода и другие.
Полученные данные передаются блоку управления EFI, который анализирует их и принимает решение о количестве топлива, которое необходимо впрыскнуть в каждый цилиндр. Затем он активирует форсунки, которые подают требуемое количество топлива в цилиндры в нужный момент.
Как блок управления двигателем регулирует подачу топлива.
Элементы электронной системы управления впрыском топлива (EFI).
Чтобы понять как строится топливная карта, необходимо знать какие параметры в ней описываются. Центр системы EFI – электронный блок управления двигателем (ECU). Этот компонент еще называют “мозгом автомобиля”. Датчики, расположенные в двигателе и в остальных частях автомобиля, посылают информацию в ECU, он анализирует эту информацию и использует ее для того, чтобы оптимизировать работу двигателя. Внешне ECU выглядит как черная пластиковая коробка, месторасположения которой зависит от производителя. Одни производители устанавливают его рядом с аккумуляторной батареей, другие около бардачка, третьи под одним из сидений.
Однако сам по себе ECU бесполезен, он лишь обработчик информации, приходящей с датчиков. Несмотря на то что в автомобиле существует множество датчиков, мы рассмотрим те из них, показания которых используются для построения топливной карты.
Датчик массового расхода воздуха.
Этот датчик измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель. Во время движения двигатель автомобиля потребляет больше воздуха, чем на холостом ходу. Количество воздуха определяет количество топлива, которое будет впрыснуто в цилиндр.
Датчик кислорода.
Этот датчик расположен в выхлопной системе и определяет количество не сгоревшего в двигателе кислорода и топлива. ECU может регулировать длительность открытия форсунок, тем самым регулируя количество топлива, поступающего в цилиндр.
Датчик положения дроссельной заслонки.
Этот датчик сообщает ECU с какой силой водитель давит на педаль газа. Чем сильнее и быстрее водитель давит на педаль, изменяя положение дроссельной заслонки, тем больше топлива необходимо впрыснуть в цилиндр.
Датчик абсолютного давления в коллекторе.
Датчик измеряет изменение давления наддува в двигатель. Этот датчик может применяться как вместе с датчиком массового расходомера воздуха, так и вместо него.
Датчик скорости.
Сообщает ECU скорость движения автомобиля. Данные с этого датчика также приходят на спидометр и блок круиз-контроля.
Топливную карту можно представить себе как бумажный листок в клеточку на котором отмечены оси Х и У. На оси У отмечают количество обороты в минуту, на оси Х отмечают нагрузку на двигатель, или энергию необходимую двигателю для выполнения поставленной задачи. Одинаковым оборотам двигателя могут соответствовать разные ситуации на дороге, при этом двигатель испытывает разные нагрузки. Вся эта информация отображается в топливной карте.
Есть два основных типа людей, которые хотели бы внести изменения в топливную карту — “любители погонять” и “топливные скряги”. “Любители погонять” заинтересованы в увеличении скорости автомобиля несмотря на пустую трату денег, в виде не сгоревшего топлива в выхлопных газах. Противоположность им это водители, которые готовы жертвовать производительностью автомобиля ради экономии топлива. Существуют даже датчики абсолютного давления, которые позволяют водителю регулировать расход топлива вручную.