Моновпрыск что это такое
Что такое моновпрыск и как он работает
Современные автомобили по устройству системы, обеспечивающей подачу топлива в двигатель. разделяются на карбюраторные и инжекторные. Но также существует третий вариант топливной системы – моновпрыск. В своё время он стал промежуточным поколением между первыми двумя, поэтому имел и недостатки, и преимущества в работе. Что такое моновпрыск, как он работает, чем хорош – рассмотрим в данной статье.
Как устроен моновпрыск
Моновпрыск – это один из вариантов инжекторной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. Его характерной особенностью является подача топлива в общую для всех цилиндров камеру. В ней смешивается воздушно-топливная смесь и направляется в тот цилиндр, который находится в открытом состоянии.
В настоящий момент выпуска автомобилей с одной топливной форсункой не ведётся, однако можно встретить относительного много машин старого производства, работающих по такому принципу.
Устройство моновпрыска. 1 — электрический топливный насос; 2 — топливный фильтр; 3a — потенциометр дросселя; 3b — регулятор давления; 3c — форсунка; 3d — датчик температуры воздуха; 3e — активатор холостого хода дроссельной заслонки; 4 — датчик температуры двигателя; 5 — лямбда зонд; 6 — электронный блок управления (ЭБУ)
Моновпрыск был разработан и введён в эксплуатацию в процессе ухода автопроизводителей от карбюраторов. Сначала изобрели систему с одной форсункой, а позднее – распределённый впрыск для каждого цилиндра, используемый сейчас.
Конструкция прибора включает в себя непосредственно форсунку, работающую под давлением, датчик температуры воздуха, регулятор давления топлива и возвратную топливную магистраль. По современным рамкам давление топлива для работы моновпрыска довольно низкое. Для управления открытием и закрытием форсунки применяется электронный контроллер. За дозирование топлива отвечает электромагнитный клапан, а воздуха – дроссельная заслонка.
Регулятор давления в моновпрыске выполняет задачу стабилизации давления и предотвращения пропуска воздушных пробок после выключения двигателя (это облегчает пуск двигателя в дальнейшем).
Как работает моновпрыск
В рабочем цикле форсунка, сделанная в виде электромагнитного клапана, обеспечивает импульсный вброс горючего. В её конструкцию, как правило, входят распылительное сопло, запорный клапан, возвратная пружина и соленоид. Дроссельная заслонка, регулирующая поступление воздуха, управляется через электрический или механический привод.
Чем моновпрыск отличается от инжектора и карбюратора
Ключевое отличие моновпрыска от распределённого инжектора заключается в том, что здесь используется одна форсунка для всех цилиндров. У распределённого инжектора форсунки стоят на каждом цилиндре отдельно. Благодаря этому при его использовании топливо расходуется экономичнее. Кроме того, использование общей форсунки снижает срок эксплуатации двигателя.
Дело в следующем. Если форсунка начинает работать неправильно, создаётся плохая топливно-воздушная смесь, ухудшается работа двигателя, появляется дополнительный нагар, внутрь камер сгорания попадает влага и т.д. Таким образом, ухудшение состояния форсунки сказывается на всём блоке цилиндров. В случае с распределённой подачей горючего износ одной из форсунок сказывается на работе только одного цилиндра.
По сравнению с карбюраторными системами, моновпрыск позволяет быстро запустить двигатель за счёт специального клапана, запускающего все необходимые процессы.
Инжекторные системы подачи топлива (включая моновпрыск) не «страдают» таким типичными для карбюраторов болезнями, как частое засорение, забивание жиклёров, залипание иглы, необходимость регулировки в соответствии с пробегом.
Для водителей-обывателей, которые не разбираются в особенностях настройки карбюраторов и влиянии качества горючего на работу двигателя, инжекторная система удобнее, потому что долго сохраняет заданные при установке условия езды. Карбюраторная система, в свою очередь, со временем теряет настройки, поэтому начинает «сжигать» больше бензина.
Читайте также: Инжектор и карбюратор — в чем разница и что лучше?.
Плюсы и минусы моновпрыска
Главными преимуществами использования моновпрыска для подачи горючего в двигатель являются:
На момент своего внедрения моновпрыск стал системой, которая позволила «посадить» за руль ещё большее количество обычных людей, далёких от понимания внутренних процессов автомобиля. Теперь состав топливной смеси регулировался автоматически, снижал расходы на горючее, улучшал КПД и снижал износ двигателя. Ранее, в эпоху карбюраторных двигателей, расход топлива зависел от настроек, которые нужно было задавать вручную и регулировать в зависимости от стиля вождения, дорожных условий, поведения двигателя и других факторов.
Но сегодня моновпрыск – устаревшая технология, проигрывающая системам с распределённым вбросом горючего практически во всём:
В целом, распределённые инжекторы – это современные топливные системы, которые менее требовательны к качеству топлива, снижают износ элементов системы, делают работу двигателя более стабильной и полезной (по КПД).
Читайте также: Что такое лямбда зонд и как он работает.
Системы моновпрыска различаются между собой по конструкции блока центрального впрыска. В них форсунка располагается над дроссельной заслонкой. В отличие от систем распределенного (многоточечного) впрыска, они часто работают при низком давлении (0,7…1 бар). Это позволяет устанавливать недорогой топливный насос с электроприводом, размещаемый в топливном баке. Форсунка непрерывно охлаждается потоком топлива, предотвращая образование воздушных пузырьков. Такое охлаждение необходимо в топливных системах с низким давлением. Обозначение «Одноточечный впрыск» (SPI) соответствует терминам «Центральный впрыск топлива» (CFI), «Впрыск на дроссельную заслонку» (TBI).
Моновпрыск – принцип работы системы Mono-Jetronic
Это электронно-управляемая одноточечная система впрыска низкого давления для 4-х цилиндровых двигателей, особенностью моновпрыска является наличие топливной форсунки центрального расположения, работой которой управляет электромагнитный клапан. Система использует дроссельную заслонку для дозирования воздуха на впуске, в то время, как впрыск топлива осуществляется распыливанием над дроссельной заслонкой. Распределение топлива по цилиндрам осуществляется во впускном трубопроводе. Различные датчики контролируют все основные рабочие характеристики двигателя; они используются для расчета управляющих сигналов для форсунок и других исполнительных устройств системы.
Работа блока центрального впрыска 
Форсунка располагается над дроссельной заслонкой. Струя топлива направляется непосредственно в серпообразное отверстие между корпусом и дроссельной заслонкой, где за счет большой разности давления обеспечивается оптимальное смесеобразование, исключающее возможность осаждения топлива на стенках впускного тракта.
Форсунка работает при избыточном давлении 1 бар. Распыливание топлива позволяет получить однородное распределение смеси даже в условиях полных нагрузок. Впрыск топлива через форсунку синхронизирован с импульсами зажигания.
Управление работой системы
Помимо частоты вращения коленчатого вала двигателя, к основным переменным, от которых зависит работа системы моновпрыска, можно отнести следующие: отношение объема воздуха к его массе в потоке, абсолютное давление в трубопроводе и положение угла открытия дроссельной заслонки. Соблюдение отношения угла открытия дроссельной заслонки к частоте вращения коленчатого вала в системе моновпрыска Mono-Jetronic может обеспечить соответствие даже наиболее строгим требованиям к содержанию токсичных веществ в отработавших газах, когда эта система используется с обратной связью – с кислородным датчиком (лямбда-зондом) и трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Сигнал от лямбда-зонда, поступающий в само адаптивную систему, используется для компенсации изменений в условиях работы двигателя, а также для поддержания стабильности работы во время всего срока службы.
Функции адаптации
Во время пуска холодного двигателя, а также непосредственно после пуска и в режиме прогрева время впрыскивания топлива увеличивается для обогащения топливовоздушной смеси. При холодном двигателе привод дроссельной заслонки устанавливает ее в такое положение, при котором подается большее количество смеси в двигатель, таким образом поддерживая частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу и содержание вредных веществ в отработавших газах на постоянном уровне. Потенциометр, закрепленный на оси дроссельной заслонки, фиксирует положение заслонки и на основе этих данных ECU увеличивает количество подаваемого топлива. Таким же способом система обеспечивает обогащение рабочей смеси при ускорении и на режиме полного дросселя. В режиме принудительного холостого хода обеспечивается отключение подачи топлива. Адаптивное регулирование частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу позволяет уменьшить и стабилизировать частоту вращения. ECU при помощи приводных устройств обеспечивает соответствие положения дроссельной заслонки изменениям частоты вращения коленчатого вала двигателя и температуры.