Injection de carburant

OCright L'injection de carburant est des moyens de doser le carburant dans un moteur à combustion interne . Dans des applications des véhicules à moteur modernes, doser de carburant est l'une de plusieurs fonctions remplies par un " ; system" de gestion de moteur ;.

Un système d'injection de carburant est conçu et calibré spécifiquement pour les types de carburant qu'il manipulera : Essence (essence) de , Autogas ( LPG , également connu sous le nom de propane ), éthanol , méthanol , méthane (gaz naturel) de , hydrogène ou diesel. La majorité de systèmes d'injection de carburant sont pour l'essence ou les applications diesel. Avec l'arrivée de l'injection de carburant électronique (EFI), le diesel et le matériel d'essence est devenu semblable. Le progiciel programmable du d'EFI a permis à la visserie commune d'être utilisée avec des différents carburants multiples. Pour des moteurs de l'essence , les carburateurs étaient la méthode prédominante pour doser le carburant avant l'utilisation répandue de l'injection de carburant. Cependant, une large variété de systèmes d'injection ont existé depuis l'utilisation la plus tôt du moteur à combustion interne.

La différence fonctionnelle primaire entre les carburateurs et l'injection de carburant est que l'injection de carburant pulvérise le carburant en le pompant de force par un petit bec sous la pression, alors qu'un carburateur se fonde sur le vide créé par l'air aspiré se précipitant par lui pour ajouter le carburant au courant d'air.

L'injecteur de carburant est seulement un bec et une valve : la puissance d'injecter le carburant vient d'un plus lointain dans la fourniture en combustible, d'une pompe ou d'un récipient de pression.

Objectifs

Les objectifs fonctionnels pour des systèmes d'injection de carburant peuvent varier. Tous partagent la tâche centrale du carburant fournisseur au processus de combustion, mais c'est une décision de conception comment un système particulier sera optimisé. Il y a plusieurs objectifs de concurrence comme : le *power de a produit le
* *ability de
d'exécution de *emissions de
du rendement du carburant pour adapter aux combustibles de substitution : le *driveability *reliability et le *maintenance *initial coût bon fonctionnement ont coûté à
le *range *diagnostic possibilités de l'opération environnementale

Certaines combinaisons de ces buts sont contradictoires, et il est impraticable que un système de contrôle de moteur simple optimise entièrement simultanément tous les critères. Dans la pratique, les ingénieurs automobile tâchent au meilleur satisfont aux besoins d'un client competitivement. Le système électronique moderne d'injection de carburant de Digitals est bien plus capable à optimiser ces objectifs de concurrence qu'un carburateur.

Avantages

ofootnotes

Opération de moteur

Les avantages opérationnels au conducteur d'une voiture carburant-injectée incluent le lissoir et la réponse plus sûre de moteur pendant un démarrage plus facile et plus sûr de de transitions rapides de la commande de puissance , de moteur, meilleure opération aux températures ambiantes extrêmement élevées ou basses, intervalles d'entretien réduits, et rendement du carburant accru.

Le rapport air/carburant d'un moteur doit être le exactement commandé dans toutes les conditions de fonctionnement pour réaliser l'exécution de moteur, les émissions, la manoeuvrabilité, et l'économie du combustible désirées. Les systèmes électroniques modernes d'injection de carburant dosent le carburant très exactement et avec précision, et emploient la quantité-commande d'injection de carburant de la boucle bloquée basée sur la rétroaction d'une sonde de l'oxygène de (ou du " ; Sensor" d'O2 ;). Ceci permet aux moteurs carburant-injectés de produire moins de polluants d'air que les moteurs carbureted comparables. les systèmes Approprié-conçus d'injection de carburant peuvent réagir rapidement aux entrées changeantes telles que les mouvements soudains de la commande de puissance , et commanderont la quantité du combustible injectée pour assortir les besoins du moteur à travers un éventail de conditions de fonctionnement telles que la charge de moteur, la température de l'air ambiante, la température de moteur, le niveau d'octane de carburant, et l'altitude (pression barométrique de c.

Ce qui à ne pas faire

Un système multipoint d'injection de carburant fournit généralement une masse plus précise et plus égale de carburant à chaque cylindre que peut un carburateur, de ce fait améliorant la distribution de cylindre-à-cylindre. Les émissions d'échappement sont plus propres parce que doser plus précis et plus précis de carburant réduit la concentration des sous-produits toxiques de combustion laissant le moteur, et parce que des dispositifs de nettoyage d'échappement tels que le convertisseur catalytique peuvent être optimisés pour fonctionner plus efficacement puisque l'échappement est de composition conformée et prévisible.

L'injection de carburant augmente généralement le rendement du carburant de moteur. Avec la distribution de carburant améliorée de cylindre-à-cylindre, moins de carburant est nécessaire pour le même rendement de puissance. Quand la distribution de cylindre-à-cylindre est moins que l'idéal, de même que toujours le cas à un certain degré avec une injection de carburant de corps de carburateur ou de commande de puissance, quelques cylindres reçoivent le carburant excessif comme effet secondaire de s'assurer que tous les cylindres reçoivent le suffisamment de carburant du . Le rendement de puissance est asymétrique en ce qui concerne le rapport air/carburant ; le carburant supplémentaire brûlant dans les cylindres riches ne réduit pas la puissance presque aussi rapidement que brûlant trop peu de carburant dans les cylindres maigres. Cependant, les cylindres riche-courants sont indésirables du point de vue des émissions d'échappement, du rendement du carburant, de l'usage de moteur, et de la contamination d'huile à moteur. Les déviations de la distribution air/carburant parfaite, de quelque manière que subtile, affectent les émissions, en ne laissant pas les événements de combustion soient ( stoechiométrique) au rapport air/carburant chimiquement idéal. Des problèmes plus bruts de distribution commencent par la suite à réduire l'efficacité, et les issues de distribution les plus brutes affectent finalement la puissance. Une distribution air/carburant de plus en plus plus pauvre affecte des émissions, efficacité, et puissance, dans cet ordre. En optimisant la homogénéité de la distribution de mélange de cylindre-à-cylindre, tous les cylindres approchent leur potentiel maximum de puissance et le rendement de puissance global du moteur s'améliore.

Un moteur carburant-injecté produit souvent plus de puissance qu'un moteur carbureted équivalent. Seule l'injection de carburant n'augmente pas nécessairement le rendement potentiel maximum d'un moteur, parce que le flux d'air accru est nécessaire pour brûler plus de carburant pour produire de plus de chaleur pour produire de plus de rendement. Le processus de combustion convertit l'énergie chimique du carburant en énergie calorifique, si le carburant est assuré par des injecteurs de carburant ou un carburateur. Cependant, le flux d'air est souvent amélioré avec l'injection de carburant, les composants dont permettre à plus de liberté de conception d'améliorer le chemin de l'air dans le moteur. En revanche, les options du support d'un carburateur sont limitées parce qu'il est plus grand, il doivent être soigneusement orientées en ce qui concerne la pesanteur, et elle doit être équidistante de chacun des cylindres du moteur au degré faisable maximum. Ces contraintes de conception compromettent généralement le flux d'air dans le moteur. En outre, un carburateur se fonde sur un venturi restrictif pour créer une différence locale de pression atmosphérique, qui force le carburant dans le courant d'air. La perte d'écoulement provoquée par le venturi, cependant, est petite comparée à d'autres pertes d'écoulement dans le système d'induction. Dans un système d'induction bien projeté de carburateur, le venturi n'est pas une restriction significative de flux d'air. Hormis des considérations de flux d'air, l'injection de carburant offre un mélange air/carburant plus homogène dû à une meilleure atomisation du carburant entrant dans les cylindres.

Histoire et développement

Le Frederick William Lanchester a joint le Birmingham , Angleterre de Forward Gas Engine Company en 1889. Il a effectué ce qui étaient probablement les expériences les plus tôt avec l'injection de carburant. Pennington avait détaillé une forme brute d'injection de carburant dans le brevet pour sa moto (brevet 574262 des États-Unis).

L'injection de carburant a été employée commercialement dans des moteurs diesel depuis le milieu des années 20. En raison de sa plus grande immunité contre les G-forces d'une manière extravagante changeantes sur le moteur, le concept a été adapté pour l'usage dans des avions essence-actionnés pendant la deuxième guerre mondiale , et l'injection directe a été utilisée dans certaines conceptions notables comme le DB de Daimler-Benz de 603 , le BMW 801 , le Shvetsov ASh-82FN (M-82FN) et versions postérieures du Wright R-3350 utilisé dans le B-29 Superfortress .

Un des premiers systèmes d'injection commerciaux d'essence était un système mécanique développé par le Bosch et présenté en 1955 sur le Mercedes-Benz 300SL . Ce système a utilisé une pompe à essence normale, pour fournir le carburant à une pompe d'injection mécaniquement conduite, qui a eu les plongeurs séparés par injecteur pour fournir une pression très élevée d'injection. Une variante de ce système, aussi par Bosch, plus tard a été employée en Porsche de 1969 jusqu'en 1973 sur la gamme de 911 productions. Porsche a continué d'à l'aide de elle sur ses voitures d'emballage dans la fin des années septante et le début des années quatre-vingt, et des voitures comme Porsche 906, 908, 910, 917 (dans normalement aspirés ou 5.5 de militaire de carrière forme Turbocharged de HP ses Liter/1500), et 935 tout le utilisé Bosch ou variantes établies par de Kugelfischer de d'injection. Elle a été également employée par le Ti 2000 de BMW. En raison de la pression, l'atomisation de carburant était exceptionnelle ; ayant pour résultat la bonne puissance, la réponse de la commande de puissance et la conception de pompe ont offert la bonne fiabilité. Elle a eu des inconvénients car les résultats d'économie du combustible et d'émission étaient terriblement inefficaces comparés à des installations plus modernes d'injection telles que l'injection électronique du , ou même les systèmes de Jetronic qui sont entrés dans la production au début des années septante.

En 1957, le Chevrolet a présenté une option mécanique d'injection de carburant, faite par le division de produits de Rochester de General Motors ', pour son moteur de V8 du 283. Ce système a dirigé l'air de moteur installé à travers un " ; shaped" de cuillère ; plongeur qui s'est déplacé proportionnellement au volume de l'air. Le plongeur s'est relié au système de mesure de carburant qui a mécaniquement distribué le carburant aux cylindres par l'intermédiaire des tubes de distribution. Ce système n'était pas un " ; pulse" ; ou injection intermittente, mais plutôt un système d'écoulement constant, carburant régulateur à tous les cylindres simultanément d'un " central ; spider" ; des lignes d'injection. Le dispositif de dosage de carburant a ajusté la quantité d'écoulement selon la vitesse et la charge de moteur, et a inclus un réservoir de carburant, qui était semblable à la chambre du flotteur d'un carburateur. Sa propre pompe à essence à haute pression conduite par un câble par le distributeur au dispositif de dosage de carburant, le système a fourni la pression nécessaire pour l'injection. Cependant, c'était " ; port" ; injection, dans laquelle les injecteurs sont situés dans la tubulure de prise, très près de la valve d'admission. (L'injection de carburant directe est une innovation assez récente pour des moteurs d'automobile.) La version de la plus haute performance du moteur injecté par carburant était évaluée à 283  ; puissances en chevaux (211  ; kilowatt) de 283  ; dans le ³ (4.6  ; L), bien qu'il ait vraiment produit au sujet de 290  ; puissances en chevaux. Ceci l'a fait parmi les premiers moteurs de production dans l'histoire pour dépasser 1  ; ³ de hp/in (45.5  ; kW/L), après moteur de Hemi du de Chrysler de et un certain nombre d'autres.

Pendant les années 60, d'autres systèmes d'injection mécaniques tels que le Hilborn ont été de temps en temps employés sur les moteurs américains modifiés de V8 dans diverses applications de emballage telles que la drague de emballage de , l'ovale de emballage de , et l'emballage de route . Ces systèmes emballer-dérivés n'étaient pas appropriés pour l'usage journalier de rue, ne prévoyant aucun doser ou même commencer à vitesse réduite (du carburant a dû être injecté dans les tubes d'injecteur tout en tournant la manivelle du moteur afin de le commencer). Cependant ils étaient un favori dans les épreuves mentionnées ci-dessus de concurrence dans lesquelles essentiellement l'opération grande -ouverte de commande de puissance était répandue.

Le premier système électronique commercial (EFI) d'injection de carburant était Electrojector , s'est développé par le Bendix Corporation et devait être offert par les moteurs (AMC) d'Américain de en 1957. Un modèle spécial de la voiture de muscle de , le rebelle , le nouveau de Rambler de de l'AMC présenté {{CID automatique|327}} moteur . L'Electrojector était une option et évalué à. Le manuel rebelle de propriétaires a décrit la conception et l'opération du nouveau système. Des informations initiales de presse sur le système de Bendix en décembre 1956 ont été suivies en mars 1957 d'un bulletin des prix qui a chevillé l'option au US$ 395, mais en raison des difficultés de fournisseur, les rebelles carburant-injectés seraient seulement disponibles après le 15 juin. C'était d'avoir été le premier moteur de la production EFI, mais les problèmes de démarrage d'Electrojector ont signifié que seulement les voitures de préproduction de étaient ainsi équipé et aucun n'a été rendu disponible au public. Le système d'EFI dans le Rambler était une installation loin plus-avancée que les types mécaniques apparaissant alors sur le marché et les du moteur période de fonctionnement très bien par temps chaud, mais ont souffert commencer dur dans les températures plus fraîches.

Chrysler a offert à Electrojector sur les modèles spécifiques de la haute performance 1958… le 300D , le D500, et l'aventurier , discutablement les premières voitures de DeSoto de de série-production équipées d'un système du corps EFI de commande de puissance, mais les premiers composants électroniques n'étaient pas égaux aux rigueurs du service d'underhood, et étaient trop lents pour suivre les demandes du " ; " en marche ; commande de moteur. La plupart des véhicules à l'origine ainsi équipés champ-ont été rétroadaptés avec des carburateurs de 4 barils. Les brevets d'Electrojector ont été plus tard vendus à Bosch.

Bosch a développé un système électronique d'injection de carburant, appelé le D-Jetronic (D pour Druck, le mot allemand de pour la pression), qui a été employé la première fois sur VW 1600TL en 1967. C'était un système de vitesse/densité, using la densité d'air de tubulure de vitesse de moteur et de prise pour calculer le " ; mass" d'air ; débit et ainsi conditions de carburant. Le système a utilisé toute l'électronique analogue et discrète, et une sonde électromécanique de pression. La sonde était susceptible de la vibration et de la saleté. Ce système a été adopté par VW , Mercedes-Benz , Porsche , Citroën , Saab , et Volvo . Lucas a autorisé le système pour la production avec le jaguar .

Bosch a remplacé le système de D-Jetronic avec le K-Jetronic et des systèmes de L-Jetronic de de pour 1974, cependant quelques voitures (telles que le Volvo 164 ) ont continué d'employer D-Jetronic pour le suivant plusieurs années, et General Motors ont installé une copie très conforme de D-Jetronic sur Cadillacs démarrant en 1977. L-Jetronic est apparu la première fois sur Porsche 1974 914, et utilise un mètre mécanique de flux d'air (L pour Luft, allemands pour l'air) qui produit un signal qui est proportionnel au " ; volume" d'air ;. Cette approche a exigé des sondes additionnelles de mesurer le baromètre et la température, pour calculer finalement le " ; mass" d'air ;. L-Jetronic a été largement adopté sur les voitures européennes de cette période, et quelque Japonais modèle une brève durée plus tard.

En 1982, le Bosch a présenté une sonde qui mesure directement le débit de masse d'air dans le moteur, sur leur système de L-Jetronic. Bosch a appelé cette Main gauche-Jetronic de de (L pour Luftmasse, ou air, et H pour Hitzdraht, ou hot-wire). La sonde de masse d'air utilise un fil de platine heated placé dans la circulation d'air entrante. Le taux du refroidissement du fil est proportionnel au débit de masse d'air à travers le fil. Depuis le fil chaud la sonde mesure directement la masse d'air, le besoin de température additionnelle et des sondes de pression est éliminées. Le système Main gauche-Jetronic était également le premier système entièrement numérique d'EFI, qui est maintenant l'approche standard. L'arrivée du microprocesseur numérique a permis l'intégration de tous les sous-systèmes de powertrain dans une module de commande simple.

Remplacement des carburateurs

ofootnotes Tout au long des années 50 et des années 60, divers fédéral, l'état et les gouvernements locaux ont entrepris des études dans les nombreuses sources de pollution atmosphérique. Ces études ont finalement attribué une part significative de pollution atmosphérique à l'automobile, et la pollution atmosphérique conclue n'est pas liée par des frontières politiques locales. À ce moment-là, des règlements minimaux de contrôle des émissions tels qu'existés ont été promulgués au niveau municipal ou, de temps en temps, d'état. Les règlements locaux inefficaces ont été graduellement supplantés par un état plus complet et des règlements fédéraux. Par 1967 l'état de la Californie ( Ronald Reagan de gouverneur), créé le comité des ressources de l'air de la Californie , et en 1970, l'Agence pour la Protection de l'Environnement des États-Unis de a été formé. Les deux agences maintenant créent et imposent des règlements d'émission pour des automobiles, aussi bien que pour beaucoup d'autres sources. Des agences et les règlements semblables ont été contemporain développés et mis en application en à l'Europe, à l'Australie, et au Japon.

Le but ultime de combustion est d'assortir chaque molécule de carburant avec un nombre correspondant de molécules de l'oxygène de sorte que ni l'un ni l'autre n'ait aucune molécule rester après la combustion dans le moteur et le convertisseur catalytique . Une condition si équilibrée est connue comme stoechiométrie . Les modifications et les complexités étendues de carburateur étaient nécessaires pour approcher l'opération stoechiométrique de moteur afin d'être conforme aux règlements de plus en plus-stricts de l'émission d'échappement de des USA des années 70 et des années 80. Cette augmentation de la complexité graduellement érodée et alors renversée la simplicité, le coût, et les carburateurs de empaquetage d'avantages avait traditionnellement offert.

L'injection de carburant est apparue d'abord comme équipement de nouveauté sur les voitures American-made vers la fin des années 50, telles que les produits 1958 de Chrysler équipés du Bendix 'ElectroJector, et 1957&ndash ; le carburant 1965 de Rochester a injecté Chevrolet Corvette. Environ une décennie plus tard, des systèmes plus pratiques d'injection de carburant ont été présentés dans des voitures Européen-faites. Pendant que les règlements d'émission de serraient progressivement dans le monde entier, généralement mené par l'état d'USA des règles rigoureuses de Californie particulièrement, les constructeurs d'automobiles ont dû améliorer la précision et l'exactitude avec lesquelles du carburant a été dosé au moteur. Les convertisseurs catalytiques sont également devenus équipement pratiquement universel.

Il y a trois types primaires d'émissions toxiques d'un moteur à combustion interne : Oxyde de carbone (Co), hydrocarbures non brûlés (HC) de , et oxydes de de l'azote (NOx). Résultat de Co et de HC de la combustion incomplète du carburant due à l'oxygène insuffisant dans la chambre de combustion. NOx, en revanche, résultats de l'oxygène excessif dans la chambre de combustion. Les causes opposées de ces polluants le rend difficile de commander chacun des trois simultanément. Une fois que les niveaux admissibles d'émission chutaient au-dessous d'un certain point, le traitement catalytique de ces trois polluants principaux est devenu nécessaire. Ceci a exigé une augmentation particulièrement grande d'exactitude et de précision régulatrices de carburant, parce que la catalyse simultanée de chacun des trois polluants exige que le mélange de carburant/air soit tenu dans une marge très étroite de la stoechiométrie . Les systèmes d'injection de carburant de la boucle ouverte avaient déjà amélioré la distribution de carburant de cylindre-à-cylindre et l'opération de moteur sur une température ambiante large, mais n'ont pas offert la commande de mélange suffisante de carburant/air pour permettre la catalyse efficace d'échappement. les systèmes d'injection de carburant de la boucle bloquée de de ont amélioré la commande de mélange air/carburant avec une sonde de l'oxygène de de gaz d'échappement. La sonde d'O2 est montée dans le dispositif d'échappement d'amont du convertisseur catalytique, et permet à l'ordinateur de gestion de moteur de de déterminer et ajuster le rapport air/carburant avec précision et rapidement.

L'injection de carburant a été mise en phase dedans par les dernières années 70 et années 80 à un taux croissant, avec les USA et les marchés allemands menant et les marchés du R-U et du Commonwealth traînant légèrement, et depuis le début des années 90, presque toutes les voitures de tourisme d'essence se sont vendues sur les premiers marchés du monde comme les Etats-Unis, l'Europe, Japon, et l'Australie sont venues équipé de l'injection de carburant électronique (EFI). Beaucoup de motos utilisent toujours les moteurs carbureted, bien que toutes les conceptions à rendement élevé courantes aient commuté à EFI.

Les systèmes d'injection de carburant ont évolué sensiblement depuis le milieu des années 80. Les systèmes courants fournissent une méthode précise, fiable et rentable de doser le carburant et de fournir à l'efficacité maximum de moteur les émissions d'échappement propres, qui est pourquoi les systèmes d'EFI ont remplacé les carburateurs dans le marché. EFI devient une utilisation répandue traversante plus fiable et moins plus chère. En même temps, les carburateurs deviennent moins disponibles, et plus chers. Même les applications marines adoptent EFI pendant que la fiabilité s'améliore. Pratiquement tous les moteurs à combustion interne, y compris des motos, les véhicules tous terrains, et l'équipement d'alimentation extérieur, peuvent par la suite employer une certaine forme d'injection de carburant.

Il convient noter que la carburation demeure une alternative moins coûteuse où les règlements stricts d'émission et le diagnostic de véhicule et l'infrastructure avancés de réparation n'existent pas, comme dans les pays en voie de développement. L'injection de carburant remplace graduellement des carburateurs dans ces nations trop pendant qu'ils adoptent des règlements d'émission conceptuellement semblables à ceux en vigueur en Europe, au Japon, l'Australie et Amérique du Nord.

Fonction de base

ofootnotes Le processus de déterminer la quantité du combustible, et sa livraison dans le moteur, sont connus comme doser de carburant. Les systèmes d'injection tôt ont employé des méthodes mécaniques pour doser le carburant (non électronique, ou l'injection de carburant mécanique). Les systèmes modernes sont presque tout l'électroniques, et utilisent un solénoïde électronique (l'injecteur) pour injecter le carburant. Un boîtier de commande électronique de moteur calcule la masse du carburant pour injecter.

Les arrangements modernes d'injection de carburant suivent plus ou moins la même installation. Il y a une sonde de masse de flux d'air ou sonde diverse de pression absolue à la prise, typiquement montée dans le conduit d'aération alimentant de la boîte de filtre à air au corps de commande de puissance, ou montée directement au corps de commande de puissance lui-même. La sonde de masse de flux d'air fait exactement ce que son nom implique ; elle sent la masse d'air qui coule après elle, donnant à l'ordinateur une idée précise de combien d'air entre dans le moteur. Le prochain composant dans la ligne est le corps de commande de puissance. Le corps de commande de puissance a une sonde de position de commande de puissance montée sur lui, typiquement sur la vanne papillon du corps de commande de puissance. La sonde de position de commande de puissance (TPS) rapporte à l'ordinateur la position de la vanne papillon de commande de puissance, que la contre-mesure électronique emploie pour calculer la charge sur le moteur. L'installation carburant se compose d'une pompe à essence (dans-réservoir typiquement monté), d'un régulateur de pression de carburant, des lignes de carburant (composées de l'un ou l'autre plastique de haute résistance, métal, ou caoutchouc renforcé), d'un rail de carburant aux lesquels les injecteurs se relient, et des injecteurs de carburant. Il y a une sonde de température de liquide réfrigérant qui rapporte la température de moteur à la contre-mesure électronique, que le moteur emploie pour calculer le rapport de carburant approprié exigé. Dans les systèmes séquentiels d'injection de carburant il y a une sonde de position d'arbre à cames, que la contre-mesure électronique emploie pour déterminer quel injecteur de carburant à mettre le feu. Le dernier composant est la sonde de l'oxygène. Après que le véhicule ait réchauffé, il emploie le signal de la sonde de l'oxygène pour exécuter très bien - l'accord de l'équilibre de carburant.

L'injecteur de carburant agit en tant que bec de carburant-distribution. Il injecte le combustible liquide directement dans le courant d'air de moteur. Dans presque tous les cas ceci exige une pompe externe. La pompe et l'injecteur sont seulement deux de plusieurs composants dans un système complet d'injection de carburant.

Contrairement à un système d'EFI, un carburateur dirige l'air d'induction par un venturi , qui produit d'une différence minutieuse dans la pression atmosphérique. Les différences minutieuses de pression atmosphérique les deux émulsionnent (carburant de prémélange avec de l'air) le carburant, et puis agissent en tant que force pour pousser le mélange du bec de carburateur dans le courant d'air d'induction. Car plus d'air entre dans le moteur, une plus grande différence de pression est produite, et plus de carburant est dosé dans le moteur. Un carburateur est un système de mesure d'un seul bloc de carburant, et est coûté concurrentiel une fois comparé à un système complet d'EFI.

Un système d'EFI exige de plusieurs composants périphériques en plus des injecteurs, afin de reproduire toutes les fonctions d'un carburateur. Un point à noter pendant des périodes de la réparation régulatrice de carburant est que les systèmes tôt d'EFI sont à ambiguïté diagnostique encline. Un remplacement simple de carburateur peut accomplir ce qui pourrait exiger de nombreuses tentatives de réparation d'identifier lesquels des multiples composants de système d'EFI fonctionnent mal. De plus nouveaux systèmes d'EFI depuis l'arrivée des systèmes diagnostiques d'OBD II , peuvent être très faciles de diagnostiquer en raison de la capacité accrue de surveiller les trains de données de données en temps réel des différentes sondes. Ceci donne au technicien de diagnostic la rétroaction en temps réel quant à la cause du souci de manoeuvrabilité, et peut nettement raccourcir le nombre d'étapes diagnostiques exigées pour s'assurer la cause de l'échec, quelque chose qui n'est pas comme simple pour faire avec un carburateur. D'une part, les systèmes d'EFI exigent peu d'entretien régulier ; un carburateur exige typiquement des ajustements saisonniers et/ou d'altitude.

Fonction détaillée

ofootnotes
Note de : Ces exemples appliquent spécifiquement à un moteur d'essence moderne d'EFI. Des parallèles aux carburants autres que l'essence peuvent être faits, mais seulement conceptuellement.

Composants typiques d'EFI


Injecteurs
Pompe à essence
Régulateur de pression de carburant
Contre-mesure électronique - Module de commande de moteur ; inclut un calculateur numérique et des circuits pour communiquer avec des sondes et des sorties de commande.
Harnais de câblage
Divers de sondes (certaines des sondes exigées sont énumérées ici.) position de *Crank/Cam : *Airflow à effet Hall la sonde : La sonde , parfois ceci du MAF est impliquée avec un oxygène de gaz de *Exhaust la sonde de CARTE de : Sonde , sonde , sonde de l'oxygène de de MOI de du UEGO

Description fonctionnelle

Le central à un système d'EFI est un ordinateur appelé le boîtier de commande de moteur (ECU), qui surveille des paramètres d'emploi de moteur par l'intermédiaire des diverses sondes que L'ECU interprète ces paramètres afin de calculer la quantité du combustible appropriée à injecter, entre d'autres tâches, et commande l'opération de moteur en manoeuvrant la circulation de carburant et/ou d'air comme d'autres variables. La quantité optima de carburant injecté dépend des conditions telles que le moteur et les températures ambiantes, la vitesse et la charge de travail de moteur, et la composition en gaz d'échappement de .

L'injecteur de carburant électronique est normalement fermé, et s'ouvre pour injecter le carburant pressurisé tant que l'électricité est appliquée à l'enroulement du solénoïde du de l'injecteur. La durée de cette opération, appelée durée d'impulsion de , est proportionnelle à la quantité du combustible désirée. L'impulsion électrique peut être appliquée dans l'ordre étroitement contrôlé avec les événements de valve sur chaque cylindre individuel (dans un système séquentiel d'injection de carburant de ), ou dans les groupes de moins que tout le nombre d'injecteurs (dans un système du feu en lots de ).

Puisque la nature de l'injection de carburant distribue le carburant dans des montants discrets, et depuis la nature de la course du 4 - le moteur de cycle a des événements discrets d'induction (air-prise), l'ECU calcule le carburant dans des montants discrets. Dans un système séquentiel, la masse injectée de carburant est travaillée pour chaque événement individuel d'induction. Chaque événement d'induction, de chaque cylindre, du moteur entier, est un calcul séparé de la masse de carburant, et chaque injecteur reçoit une durée d'impulsion unique basée sur les conditions de carburant de ce cylindre.

Il est nécessaire de connaître la masse d'air le " de moteur ; breathes" ; pendant chaque événement d'induction. C'est proportionnel à la pression atmosphérique de tubulure de prise/à température, qui est proportionnelle à la position de commande de puissance. La quantité d'air installée dans chaque événement de prise est connue comme " ; air-charge" ; , et ceci peut être déterminé suivre plusieurs méthodes. (Voir la sonde du MAF, et la sonde de CARTE de .)

Les trois ingrédients élémentaires pour la combustion sont carburant, air et l'allumage . Cependant, la combustion complète peut seulement se produire si l'air et le carburant est présent dans le rapport stoechiométrique exact, qui permet à tous les carbone et hydrogène du carburant de combiner avec tout l'oxygène dans le ciel, sans les restes indésirables de pollution. Le moniteur des sondes de l'oxygène de la quantité de l'oxygène dans l'échappement, et l'ECU emploie cette information pour ajuster le rapport d'air-à-carburant en temps réel.

Pour réaliser la stoechiométrie, le débit de masse d'air dans le moteur est mesuré et multiplié par le 14.64:1 air/carburant stoechiométrique de rapport (en poids) pour l'essence. La masse required de carburant qui doit être injectée dans le moteur est alors traduite à la durée d'impulsion required pour l'injecteur de carburant. Les changements stoechiométriques de rapport en fonction du carburant ; diesel, essence, éthanol, méthanol, propane, méthane (gaz naturel), ou hydrogène.

Des déviations de la stoechiométrie sont exigées pendant des conditions de fonctionnement non standard telles que la charge lourde, ou opération à froid, dans ce cas, le rapport de mélange peut s'étendre de 10:1 à 18:1 (pour l'essence).

La durée d'impulsion est inversement liée à la différence de pression à travers l'admission et la sortie d'injecteur. Par exemple, si la ligne de carburant pression augmente (admission d'injecteur), ou la pression diverse diminue (sortie d'injecteur), une plus petite durée d'impulsion admettra le même carburant. Les injecteurs de carburant sont disponibles dans diverses tailles et caractéristiques de jet aussi bien. La compensation pour ces derniers et beaucoup d'autres facteurs sont programmés dans le logiciel de l'ECU.

Calculs de largeur d'impulsion d'échantillon

Note de : Ces calculs sont basés sur une course - le cycle, 5.0L, V-8, moteur du 4 d'essence. Les variables utilisées sont de vraies données.

Calculer la largeur d'impulsion d'injecteur du flux d'air le de de

d'abord l'unité centrale de traitement détermine le taux de débit de masse d'air à partir des sondes - livre-air/ minimal de (les diverses méthodes pour déterminer le flux d'air sont au delà de la portée de cette matière. Voir la sonde du MAF, ou la sonde de CARTE de .)

de
* (livre-air/minute) × de × (minute/rev) (rev/4-strokes-per-cycle) = (livre-air/prise-course) = (air-charger)

de
de
de
- la minute/rev est le réciproque de la vitesse de moteur (T/MN) - annulation de minutes. le - rev/2-revs-per-cycle pour 8 une course du 4 de cylindre - faire un cycle le moteur.

de
* (livre-air/prise-course) × (carburant/air) = (livre-carburant/prise-course)

de
de
de
- le carburant/air est le rapport désiré de mélange, habituellement stoechiométrique, mais souvent différent selon des conditions de fonctionnement.

de
* (livre-carburant/prise-course) × (1/injector-size) = (largeur d'impulsion/prise-course)

de
de
de
- l'injecteur-taille est la capacité d'écoulement de l'injecteur, qui dans cet exemple est 24 lb/h si la pression de carburant à travers l'injecteur est de 40 livres par pouce carré. de

combinant les trois limites ci-dessus…

de
* (livre-air/minute) × de × du × de × (minute/rev) (rev/4-strokes) (carburant/air) (1/injector-size) = (largeur d'impulsion/prise-course) variables de substitution de de

vraies pour les 5.0 L moteur au ralenti.55 livre-air/minute) × du × de × du × du × (min/700 rev) (rev/4-strokes-per-cycle) (1/14.0 ms/intake-stroke) variables de substitution de de

vraies pour le 5.0  ; L moteur à la puissance maximum.

de
* (28 livre-airs/minute) × du × de × du × du × (min/5500 rev) (rev/4-strokes-per-cycle) (1/11.000 ms/h) = (17 ms/intake-stroke) la largeur d'impulsion d'injecteur de de

de

s'étend typiquement de 4 ms/engine-cycle au ralenti, au de Mme de 35 par moteur-cycle à la commande de puissance grande -ouverte. L'exactitude de largeur d'impulsion est approximativement 0.01 de Mme de ; les injecteurs sont les dispositifs très précis.

Calculer le taux d'écoulement de combustible de la largeur d'impulsion de
de

* × de × de ≈ (de taux d'écoulement de combustible) (largeur d'impulsion) (vitesse de moteur) (nombre d'injecteurs de carburant)

de
de
de
le regardant une autre manière :

de
* × du × de ≈ (de taux d'écoulement de combustible) (position de commande de puissance) (T/MN) (cylindres)

de
de
de
le regardant une autre manière :

de
* × du × de × de ≈ (de taux d'écoulement de combustible) (air-charger) (carburant/air) (T/MN) (cylindres) variables de substitution de de

vraies pour le 5.0  ; L moteur au ralenti.

de
* (taux d'écoulement de combustible) = × du × du × de × du × (2.0 ms/intake-stroke) (Mme hour/3,600,000) (24 livre-carburants/heure) (4-intake-stroke/rev) (700 t/mn) (60 min/h) = (2.24 lb/h) variables de substitution de de

vraies pour le moteur 5.0L à la puissance maximum.

de
* (taux d'écoulement de combustible) = × du × du × de × du × (17.3 ms/intake-stroke) (hour/3,600,000-ms) (24 livre-carburants/heure) (4-intake-stroke/rev) (5500-rev/min) (60-min/hour) = (152 lb/h) le de

de

le taux de consommation de carburant est 68 fois plus grand au moteur maximum produit qu'au ralenti. Cette dynamique de l'écoulement de combustible est typique d'un moteur naturellement aspiré de voiture de tourisme du . La dynamique est plus grande sur un moteur turbocharged de suralimenté par ou . Il est intéressant de noter que 15 gallons d'essence seront consommés en 37 minutes si le rendement maximum est soutenu. D'une part, ce moteur a pu sans interruption tourner au ralenti pendant presque 42 heures sur les mêmes 15 gallons.

Divers arrangements d'injection

ofootnotes

Injection de corps de commande de puissance < ! -- Cette section est liée du moteur d'AMC Straight-4 de -->

l'injection de Commande de puissance-corps de (appelé TBI par General Motors et injection de carburant centrale (TPI de ) par Ford ) ou l'injection unique a été présentée au milieu des années 80 comme technologie de transition vers l'injection gauche individuelle. Le système de TBI injecte le carburant au corps (le même endroit de commande de puissance de où un carburant présenté par carburateur). Le mélange d'induction traverse les coureurs de prise comme un système de carburateur, et est ainsi marqué un " ; system" divers humide ;. La justification pour la phase de TBI/CFI était coût bas. Plusieurs des composants de soutien du carburateur ont pu être réutilisés comme le filtre à air, la tubulure de prise, et la ligne de carburant cheminement. Ceci a remis les coûts de conception et d'outillage de ces composants. La plupart de ces composants plus tard ont été remodelées pour la phase suivante de l'évolution de l'injection de carburant, qui est injection gauche individuelle, généralement connue sous le nom de MPFI ou le " ; injection" multipoint ;. TBI a été employé intensivement sur les voitures de tourisme American-made et les camions légers dans le calendrier 1980 à 1995.

Injection continue

Le K-Jetronic du de Bosch (K représente le kontinuierlich, ou continu) a été présenté en 1974. Dans ce système, jets de carburant constamment des injecteurs, plutôt qu'étant palpité à temps avec les courses de la prise de moteur. L'essence est pompée du réservoir de carburant à une grande soupape de commande appelée un distributeur de carburant de , qui sépare la pipe simple de fourniture en combustible du réservoir dans de plus petites pipes, une pour chaque injecteur. Le distributeur de carburant est monté placé sur une palette de commande par laquelle tout l'air aspiré doit passer, et le système fonctionne à côté de varier le volume de carburant assuré aux injecteurs basés sur l'angle de la palette d'air, qui alternativement est déterminée par le débit unitaire de volume d'air après la palette, et à côté de la pression de commande. La pression de commande est réglée avec un dispositif mécanique appelé le régulateur de pression de commande (CPR) ou le régulateur de préchauffage (WUR). Selon le modèle, le CPR peut être employé pour compenser l'altitude, le chargement complet, et/ou un moteur froid. Sur des voitures équipées d'une sonde de l'oxygène de , le mélange de carburant est ajusté par un dispositif appelé la valve de fréquence. Les injecteurs sont les clapets anti-retour à ressort simples avec des becs ; une fois que la pression d'installation carburant devient assez haut pour surmonter counterspring, les injecteurs commencent à pulvériser. K-Jetronic a été employé pendant beaucoup d'années entre 1974 et le milieu des années 90 par BMW , Lamborghini , Ferrari , Mercedes-Benz , Volkswagen , Ford , Porsche , Audi , Saab , et Volvo . Il y avait également une variante du système appelé le KE-Jetronic avec électronique au lieu de la commande mécanique de la pression de commande.

Injection gauche centrale (CPI)

Le General Motors a développé un " ; dans-between" ; la technique a appelé le " ; injection" gauche central ; ( l'IPC ) ou " ; " gauche central d'injection de carburant ; ( CPFI ). Il utilise des tubes avec des reniflards d'un injecteur central pour pulvériser le carburant à chaque orifice d'admission plutôt que le commande de puissance-corps central. Ce système tend à avoir un taux d'échec élevé et la réparation est assez facile. Les 2 modèles utilisés étaient CPFI à partir de 1992 à 1995, et CSFI de 1996 et. Sur les systèmes tôt de l'IPC (CPFI) du carburant est sans interruption injecté à tout le " également appelé de ports simultanément ; fire" en lots ; , qui est moins qu'optimal. Sur 1996 et systèmes postérieurs de CSFI le carburant est pulvérisé séquentiellement pendant que le nom implique le " ; " séquentiel centralisé d'injection de carburant ;.

Injection de carburant multipoint < ! -- Cette section est liée du moteur d'AMC Straight-4 de -->

L'injection de carburant multipoint injecte le carburant dans l'orifice d'admission juste d'amont de la valve de l'admission du cylindre, plutôt qu'à un point central dans une tubulure de prise, désignée sous le nom du SPFI , ou remplit au moyen de la prise unique l'injection. Les systèmes de MPFI (ou juste MPI) peuvent être le séquentiel, dans lequel l'injection est chronométrée pour coïncider avec la course de la prise de chaque cylindre, traité en lots par , dans lequel du carburant est injecté aux cylindres dans les groupes, sans synchronisation précise à la course de la prise de n'importe quel cylindre particulier, ou au simultané, dans lequel du carburant est injecté en même temps à tous les cylindres.

Tous les systèmes modernes d'EFI utilisent MPFI séquentiel. Un certain Toyotas et d'autres voitures japonaises des années 70 au début des années 90 ont employé une application du système multipoint de L-Jetronic du de Bosch construit sous le permis par DENSO .

Injection directe

Beaucoup injection directe ( DI ) de de dispositif des moteurs diesel de . Le bec d'injection est placé à l'intérieur de la chambre de combustion et le piston incorpore une dépression (souvent toroïdal où la combustion initiale a lieu. Les moteurs diesel d'injection directe sont généralement plus efficaces et décapant que les moteurs indirects de l'injection . Voir également l'injection directe à haute pression ( HDi ) de .

Quelques moteurs d'essence récents utilisent l'injection directe aussi bien : BMW , Ford (DISI), GM , Lexus , Subaru , Mazda (DISI), Mitsubishi (GDI), Saab , Saturne , Volkswagen et Audi (FSI) (pour injection stratifiée de carburant de ). C'est la prochaine étape dans l'évolution de l'injection de carburant gauche multi et offre une autre importance de contrôle des émissions en éliminant le " ; wet" ; partie du système d'induction. Le voient également : Injection directe d'essence de

Risques d'entretien

L'injection de carburant présente des risques supplémentaires dans l'entretien de moteur dû aux pressions de carburant élevées utilisées. La pression résiduelle peut demeurer dans les lignes de carburant longtemps après qu'une voiture ait dernière employée, qui exige du soin d'attraper n'importe quel jet en déconnectant une durite de carburant. Si un injecteur de carburant diesel à haute pression est enlevé de son siège et actionné en air ouvert, il y a un risque à l'opérateur des dommages de par l'injection hypodermique .
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