Das Kraftstoffeinspritzsystem in Automotoren verstehen

Wissen Sie, wie Kraftstoff in den Brennraum von Automotoren gelangt? Du denkst sicher nicht an Vergaser sondern Einspritzdüse . Sie sind jetzt vor allem für Verbrennungsmotoren vorbei. Ein wirksames Verfahren ist als Kraftstoffeinspritzsystem bekannt .

Die Kraftstoffeinspritzung ist das Einbringen von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren, meist Automotoren, unter Verwendung eines Injektors. Dieser Prozess wurde eingeführt, um mit den Gesetzen zu Emissionen und Kraftstoffeffizienz Schritt zu halten. Im Laufe des Jahres sahen Autohersteller große Vorteile von Einspritzdüsen, wo der Niedergang von Vergasern beginnt.

Ab 1980 wird die Kraftstoffeinspritzung zur Alternative zum Vergaser bei Benzinmotoren. Nun, der Unterschied zwischen Kraftstoffeinspritzung und Vergasung besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzung den Kraftstoff unter hohem Druck durch eine kleine Düse zerstäubt. Während Vergaser darauf angewiesen sind, Kraftstoff durch ein Venturi-Rohr in den Luftstrom zu ziehen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass alle Dieselmotoren konstruktionsbedingt eine Kraftstoffeinspritzung verwenden. Gasmotoren können eine Benzin-Direkteinspritzung verwenden, bei der Kraftstoff direkt in die innere Brennkammer gefördert wird. Es kann auch eine indirekte Einspritzung verwendet werden, bei der der Kraftstoff vor dem Ansaugtakt mit Luft vermischt wird.

Heute werden wir uns eingehend mit der Definition, den Funktionen, Teilen, Typen, dem Arbeitsprinzip, den Problemen sowie den Vor- und Nachteilen des Kraftstoffeinspritzsystems in Kraftfahrzeugmotoren befassen.

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Was ist ein Einspritzventil?

Kraftstoffeinspritzdüsen sind kleine Düsen, die elektronisch gesteuert werden, um Kraftstoff unter hohem Druck in die Brennkammer eines Motors zu zerstäuben. Es enthält Ventile, die viele Male pro Sekunde öffnen und schließen können.

Vor der Existenz von Einspritzdüsen wurde der Vergaser häufig in Motoren verwendet, und bis heute existiert dieser Motor noch. Tatsächlich verwenden viele andere Maschinen wie Rasenmäher und Kettensägen immer noch Vergaser. Aber da die Komponente beim Versuch, alle Anforderungen an das Automobil zu kontrollieren, kompliziert wurde, wird eine bessere Alternative veröffentlicht.

Vergaser wurden zuerst durch ein Drosselklappen-Kraftstoffeinspritzsystem ersetzt. Dieses System ist auch als Einzelpunkt- oder zentrales Kraftstoffeinspritzsystem bekannt. Es handelt sich um elektrisch gesteuerte Einspritzventile in das Drosselklappengehäuse.

Dies war fast die beste Alternative, wodurch Autohersteller keine drastischen Änderungen am Motordesign vornehmen müssen.

Als neue Motoren entwickelt wurden, ersetzte die Kraftstoffeinspritzung mit mehreren Anschlüssen allmählich die Kraftstoffeinspritzung des Drosselklappengehäuses. Diese Mehrkanal-Kraftstoffeinspritzung ist auch als Kanal-, Mehrpunkt- oder sequentielle Kraftstoffeinspritzung bekannt.

Das System enthält Einspritzdüsen für jeden Zylinder, die direkt auf das Einlassventil sprühen. Es bietet eine genauere Kraftstoffmessung und eine schnellere Reaktion.

Funktionen der Kraftstoffeinspritzdüse 

Nachfolgend sind die Funktionen von Kraftstoffeinspritzdüsen in einem Verbrennungsmotor aufgeführt:

• Der Hauptzweck des Kraftstoffeinspritzsystems in Dieselmotoren besteht darin, dass ihr Design stark von der Komponente beeinflusst wird
• Einspritzdüsen helfen dabei, den Zylindern Kraftstoff zuzuführen.
• Es verbessert den Motor in Bezug auf Leistung, Emissionen und Geräuscheigenschaften.
• Kraftstoff wird unter extrem hohen Einspritzdrücken gefördert.
• Seine Materialien sind so konzipiert, dass sie höheren Belastungen standhalten, um eine Haltbarkeit zu erzielen, die der Motorleistung entspricht.
• Ein weiterer Zweck des Einspritzsystems besteht darin, dass der Kraftstoff zum richtigen Zeitpunkt eingespritzt wird. Das heißt, der Einspritzzeitpunkt wird gesteuert.
• Die richtige Kraftstoffmenge muss zugeführt werden, um den Leistungsbedarf des Motors zu decken. Deshalb wird die Injektionsdosierung gesteuert.
• Injektoren werden mit größerer Fertigungspräzision und Toleranz hergestellt, um ihre Arbeitseffizienz zu gewährleisten. Es vermeidet auch Leckagen.
• Der Kraftstoffinjektor zerstäubt Kraftstoff in sehr kleine Kraftstoffpartikel, die sicherstellen, dass jedes kleine Kraftstofftröpfchen verdampft und dem Verbrennungsprozess unterzogen wird.
• Es gibt genügend Sauerstoff, um sich mit dem zerstäubten Kraftstoff zu vermischen und eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten.

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Hauptteile des Kraftstoffeinspritzsystems

Nachfolgend sind die wichtigsten Funktionsteile aufgeführt, die die Kraftstoffeinspritzung in Automotoren ermöglichen, sowie die Namen der Komponenten in einem Kraftstoffeinspritzventil:

Die Hauptteile des Kraftstoffeinspritzsystems sind in zwei Teile unterteilt, die die Niederdruck- und die Hochdruckseite umfassen. Die Niederdruckteile sind der Kraftstofftank, der Kraftstofffilter und die Kraftstoffversorgungspumpe. Während die Hochdruckseite eine Hochdruckpumpe, eine Einspritzdüse, einen Druckspeicher und eine Einspritzdüse umfasst. Die Einspritzdüse hat unterschiedliche Betätigungsdesigns für verschiedene Arten von Kraftstoffeinspritzsystemen.

Da Kraftstoff vom Kraftstofftank zum Einspritzsystem übertragen werden muss, ist die Rolle das Niederdruck-Kraftstoffsystem. Wohingegen vom Einspritzventil bis zum Brennraum das Hochdrucksystem verläuft. Unten ist die Rolle der oben genannten Teile aufgeführt:

• Kraftstofftank – In diesem Teil wird der Kraftstoff gelagert.
• Kraftstoffpumpe – es pumpt Kraftstoff vom Kraftstofftank zum Kraftstoffeinspritzsystem.
• Einspritzpumpe – Dieser Teil ist ein Messgerät und setzt den Kraftstoff für die Einspritzung unter Druck.
• Gouverneur – Kraftstoff entsprechend der Last zuführen.
• Kraftstoffeinspritzdüse – versorgt die Zylinder mit Kraftstoff von der Einspritzpumpe.
• Kraftstofffilter – zum Filtern von Schmutz-, Kanal- und Schleifpartikeln, die das Einspritzsystem blockieren.

Das folgende Bild zeigt die Hauptteile einer Kraftstoffeinspritzdüse:

Das Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet hochpräzise, ​​um für jeden Betriebszustand die richtige Kraftstoffmenge bereitzustellen. Das Motorsteuergerät (ECU) wird verwendet, um die meisten Teile der Eingangssensoren zu überwachen. Unten sind einige Teile, die Sensoren für präzises Arbeiten verwenden:

• Sauerstoffsensor – Beachten Sie die Sauerstoffmenge im Abgas, anhand derer das Steuergerät feststellen kann, ob das Kraftstoffgemisch fett oder mager ist. Es nimmt entsprechende Anpassungen vor.
• Drosselklappensensor – Dieser Sensor überwacht die Drosselklappenstellung, um zu wissen, wie viel Luft in den Motor gelangt. Die ECU reagiert schnell auf Änderungen und erhöht oder verringert die Kraftstoffmenge je nach Bedarf.
• Luftmassenmesser – Teilen Sie dem Steuergerät mit, wie viel Kraftstoff in den Motor gelangt.
• Kühlmitteltemperatursensor – Bestimmen Sie, wann der Motor seine ordnungsgemäße Betriebstemperatur für das ECU erreicht hat.
• Krümmer-Absolutdrucksensor – den Luftdruck im Ansaugkrümmer ermitteln.
• Motordrehzahlsensor – überwacht die Motordrehzahl, weshalb sie zur Berechnung der Impulsbreite verwendet wird.
• Spannungssensor – Bestimmen Sie die Systemspannung im Auto, um zu wissen, wann die ECU die Leerlaufdrehzahl anhebt. Dies kann der Fall sein, wenn die Spannung abfällt, was auf eine hohe elektrische Last hinweist.

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Arten von Kraftstoffeinspritzsystemen

Nachfolgend sind die gängigen Arten von Kraftstoffeinspritzsystemen aufgeführt, die in älteren und modernen Fahrzeugen zu finden sind:

Einzelpunkt- oder Drosselklappengehäuse-Einspritzung:

Das Einpunkt-Einspritzsystem ist die früheste und einfachste Kraftstoffeinspritzung, die Vergaser ersetzt. Es enthält eine oder zwei Einspritzdüsen im Drosselklappengehäuse, das der Hals des Luftansaugkrümmers des Motors ist.

Dieses Einspritzsystem ist nicht präziser als das nachfolgende System, aber im Vergleich zu Vergasern hat es eine bessere Kontrolle, ist kostengünstiger und einfacher zu warten.

Port- oder Multiport-Kraftstoffeinspritzung:

Bei Multiport-Kraftstoffeinspritzdüsen sind in jedem Zylinder an seiner Einlassöffnung Trenn-Einspritzdüsen enthalten. Aus diesem Grund wird das System manchmal als Port-Injektor bezeichnet, das den Kraftstoffdampf in die Nähe der Einlassstelle schießt und sicherstellt, dass er vollständig in den Zylinder gesaugt wird.

Einer der Vorteile dieses Injektors besteht darin, dass der Kraftstoff im Vergleich zum Einzelpunkt präziser gemessen wird. Es eignet sich auch perfekt zum Erreichen des erforderlichen Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und schließt praktisch die Möglichkeit aus, dass Kraftstoff im Ansaugkrümmer kondensiert oder sich ansammelt.

Sequentielle Kraftstoffeinspritzung:

Diese Art von Kraftstoffeinspritzdüsen ist auch als sequenzielle Kraftstoffeinspritzung oder zeitgesteuerte Einspritzung bekannt. Es ist eine Art Multiport-Einspritzung, auch wenn das grundlegende Multiport mehrere Injektoren verwendet. Sie alle sprühen ihren Kraftstoff gleichzeitig oder nacheinander, sodass der Kraftstoff im Leerlauf des Motors bis zu 150 Millisekunden lang hängen bleibt.

Die Vorteile der sequenziellen Kraftstoffeinspritzung liegen darin, dass das System schneller reagiert, wenn der Fahrer plötzlich umschaltet. Dies liegt daran, dass das Ventil nur auf das Öffnen des nächsten Einlassventils warten muss und nicht auf die vollständige Umdrehung des Motors.

Direkteinspritzung:

Die Direkteinspritzung ist bei Dieselmotoren üblich, obwohl sie bei Benzinmotorkonstruktionen allmählich üblich ist. Es wird manchmal DIG für Benzin mit Direkteinspritzung genannt. Dabei wird Kraftstoff direkt an den Ventilen vorbei in den Brennraum eingespritzt.

Die Kraftstoffzumessung ist präziser als bei anderen Kraftstoffeinspritzarten. Die Direkteinspritzung gibt den Ingenieuren eine weitere Variable, um genau zu beeinflussen, wie die Verbrennung in den Zylindern erfolgt. Die Wissenschaft des Motordesigns untersucht, wie das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern herumwirbelt. Und auch die Explosion wandert vom Zündpunkt weg.

Die Direkteinspritzung in einem Benzinmotor kann Dinge wie die Form von Zylindern und Kolben handhaben. Auch Anschluss- und Zündkerzenpositionen, Zeitpunkt, Dauer und Intensität des Funkens. Anzahl der Zündkerzen pro Zylinder. All dies wirkt sich darauf aus, wie vollständig und gleichmäßig der Kraftstoff im Benzinmotor verbrennt.

Funktionsprinzip

Die Funktionsweise eines Kraftstoffeinspritzsystems ist recht interessant und leichter zu verstehen. Die Hauptarbeit erfolgt von der Einspritzdüse zur Verbrennungskammer, nachdem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank dorthin gepumpt wurde.

Wie bereits erwähnt, ist die Kraftstoffeinspritzdüse eine elektronisch gesteuerte mechanische Vorrichtung, die für das Sprühen des Kraftstoffs verantwortlich ist. Der Injektor wird erregt und ein Elektromagnet bewegt einen Kolben, der das Ventil öffnet. Dieses Ventil lässt den unter Druck stehenden Kraftstoff durch eine winzige Düse herausspritzen. Die Düse ist so konzipiert, dass sie den Kraftstoff zerstäubt, was dafür verantwortlich ist, dass der Kraftstoff leicht brennt,

Die Zeitdauer, während der das Kraftstoffeinspritzventil offen bleibt, bestimmt den dem Motor zugeführten Kraftstoff. Dies ist als „Impulsbreite“ bekannt und wird von einem ECU-Gerät gesteuert. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist direkt am Ansaugkrümmer montiert, sodass der Kraftstoff direkt auf das Einlassventil gespritzt werden kann.

Im Inneren des herkömmlichen Injektors befindet sich eine Feder, die das Nadelventil in geschlossener Position hält. Es hält dieses Nadelventil, bis die Hochdruckleitung einen bestimmten Wert erreicht. Es gibt ein Rohr namens „Fuel Rail“, das die Einspritzdüsen mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgt.

Die richtige Kraftstoffmenge für die erforderlichen Teile. Verschiedene Teile des Motors sind mit Sensoren ausgestattet, die der ECU Informationen über die Kraftstoffmenge liefern und bei Bedarf Anpassungen vornehmen. Die verschiedenen Sensoren wurden im oberen Teil dieses Artikels aufgelistet und erklärt.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzsystems zu erfahren:

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Symptome von defekten Einspritzdüsen und wie man sie verhindert

Das Einspritzventil kann nach Überarbeitung ausfallen, und wenn es nicht regelmäßig gewartet wird, kann es zu schweren Fehlern oder Verstopfungen kommen. Unten sind die Symptome von schlechten Einspritzdüsen und wie man Ausfälle verhindert:

• Raue Motorleistung
• Komplikationen beim Starten des Fahrzeugs
• Kraftstoffgerüche
• Ölverdünnung
• Emission fehlgeschlagen
• Motor erreicht nicht die volle Drehzahl
• Schlechte Leistung des Fahrzeugs
• Katastrophaler Motorschaden
• Rauchentwicklung
• Erhöhter Kraftstoffverbrauch
• Verschmutzung

Probleme treten häufig an Einspritzdüsen auf, wenn Schmutz, Kohlenstoffpartikel, Ölkraftstoff oder Ansammlung von Rückständen zu verstopften Einspritzdüsen führen. Probleme treten auf, nachdem der Filterkorb Ablagerungen gesammelt hat, die verhindern, dass Kraftstoff hindurchfließt.

Der richtige Weg, um den Ausfall von Kraftstoffeinspritzdüsen zu verhindern, ist die regelmäßige Wartung. Das Fahrzeugteil muss regelmäßig überprüft werden. Auch wenn Einspritzdüsen große Toleranzen aufweisen, sollten die Komponenten dennoch überprüft werden.

Für ein zuverlässigeres Ergebnis das Hinzufügen von feuchtigkeitsziehendem Ethanol oder Additiven, visuelle Überwachung, Ultraschallreinigung durchführen. Und auch das tatsächliche Strömungsmuster für Volumen- und Sprühtests ist hilfreich.

Vor- und Nachteile des Kraftstoffeinspritzsystems

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile des Kraftstoffeinspritzsystems aufgeführt:

• Präzises Kraftstoffgemisch aus Kraftstoff und Luft sorgt für höchstmögliche Kraftstoffeffizienz und Stromerzeugung.
• Der Verbrennungsprozess ist bei Motoren mit Kraftstoffeinspritzung deutlich effizienter.
• Motoren mit Kraftstoffeinspritzung sind sparsamer und maximieren und minimieren das Emissionsniveau.
• Kaltstart wird bei Motoren mit Kraftstoffeinspritzung eliminiert, sodass kein manuelles Blockieren erforderlich ist.
• Es wird auch in modernen Hochleistungsmotorrädern verwendet.
• Das Kraftstoffeinspritzsystem gleicht automatisch das Luft-Kraftstoff-Gemisch unter Berücksichtigung der Umgebungssituation aus.
• Die Motorvibration wird reduziert und das Problem der Zündkerzenverschmutzung wird minimiert.

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Nachteile

Trotz aller Vorteile des Injektionssystems treten immer noch einige Einschränkungen auf. Unten sind die Nachteile des Systems:

• Es ist ein komplexes elektronisch gesteuertes Gerät, das mit wenigen elektronischen Sensoren arbeitet.
• Die Wartung und Reparatur des Systems ist sehr begrenzt. Das heißt, nicht jede Werkstatt kann ihre Arbeit erledigen.
• Das Kraftstoffeinspritzsystem ist ziemlich teuer.
• Material und Kraftstoff von guter Qualität werden dringend empfohlen.
• Es gibt keine Lösung für niedrige Kosten und geringe Kapazität.

Zusammenfassend hat das Kraftstoffeinspritzsystem die Vergaser in Automotoren vollständig ersetzt. Wir haben über seine Funktionen gesprochen, von denen eine darin besteht, Kraftstoff mit hohem Druck in den Zylinder zu liefern. Kraftstoffeinspritzsystem verschiedener Typen, einschließlich Drosselklappengehäuse und Multiport, wir haben auch seine Komponenten auf der Niederdruck- und Hochdruckseite enthüllt. es funktioniert, Symptome und Vor- und Nachteile des Kraftstoffeinspritzsystems.

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