Что такое непосредственный впрыск топлива, бензина
Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях: принцип работы
Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях на сегодняшний день представляет собой наиболее совершенное и современное решение. Главной особенностью непосредственного впрыска можно считать то, что горючее подается в цилиндры напрямую.
По этой причине данную систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие преимущества и недостатки имеет такая схема.
Прямой впрыск топлива: устройство системы непосредственного впрыска
Как уже было сказано выше, горючее в подобных системах питания подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это значит, что форсунки распыляют бензин не во впускном коллекторе, после чего топливно-воздушная смесь поступает через впускной клапан в цилиндр, а впрыскивают топливо в камеру сгорания напрямую.
Первыми бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском стали моторы GDI на моделях японской компании Mitsubishi. В дальнейшем схема получила широкое распространение, в результате чего сегодня ДВС с такой системой подачи топлива можно встретить в линейке многих известных автопроизводителей.
Например, концерн VAG представил ряд моделей Audi и Volkswagen с атмосферными и турбированными бензиновыми двигателям TFSI, FSI и TSI, которые получили непосредственный впрыск топлива. Также двигатели с прямым впрыском производит компания BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.
Такое широкое распространение непосредственный впрыск топлива получил благодаря высокой экономичности системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полноценному сгоранию рабочей смеси в цилиндрах и снижению уровня токсичности отработавших газов.
Система непосредственного впрыска: конструктивные особенности
Итак, давайте в качестве примера возьмем двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском.
Система включает в себя следующие элементы:
- контур высокого давления;
- бензиновый ТНВД;
- регулятор давления;
- топливную рампу;
- датчик высокого давления;
- инжекторные форсунки;
Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается к топливной рампе, а также на форсунки. Насос имеет плунжеры (плунжеров может быть как несколько, так и один в насосах роторного типа) и приводится в действие от распредвала впускных клапанов.
РДТ (регулятор давления топлива) интегрирован в насос и отвечает за дозированную подачу топлива, что соответствует впрыску форсунки. Топливная рейка (топливная рампа) нужна для того, чтобы распределить горючее на форсунки. Также наличие данного элемента позволяет избежать скачков давления (пульсации) горючего в контуре.
Кстати, в схеме используется специальный клапан-предохранитель, который стоит в рейке. Указанный клапан нужен для того, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы.
Рост давления может возникать по причине того, что горючее имеет свойство расширяться при нагреве.
Датчик высокого давления является устройством, которое измеряет давление в топливной рейке. Сигналы от датчика передаются на ЭБУ (электронный блок управления двигателем), который, в свою очередь, способен изменять давление в топливной рейке.
Что касается инжекторной форсунки, элемент обеспечивает своевременную подачу и распыл топлива в камере сгорания, чтобы создать необходимую топливно-воздушную смесь. Отметим, что описанные процессы протекают под управлением ЭСУД (электронная система управления двигателем). Система имеет группу различных датчиков, электронный блок управления, а также исполнительные устройства.
Если же говорить о системе прямого впрыска, вместе с датчиком высокого давления топлива для ее работы задействованы: датчик коленчатого вала, ДПРВ, датчик положения дроссельной заслонки, воздухорасходомер, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры ОЖ и т.
д.
Благодаря работе этих датчиков на ЭБУ поступает нужная информация, после чего блок посылает сигналы на исполнительные устройства. Это позволяет добиться слаженной и точной работы электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.
Как работает система непосредственного впрыска топлива
Главным плюсом непосредственного впрыска является возможность добиться различных типов смесеобразования. Другим словами, такая система питания способна гибко изменять состав рабочей топливно-воздушной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на ДВС и т.д.
Следует выделить послойное смесеобразование, стехиометрическое, а также гомогенное. Именно такое смесеобразование позволяет в конечном итоге максимально эффективно расходовать топливо. Смесь всегда получается качественной независимо от режима работы ДВС, бензин сгорает полноценно, двигатель становится более мощным, при этом одновременно снижается токсичность выхлопа.
- Послойное смесеобразование задействуется тогда, когда нагрузки на двигатель низкие или средние, а обороты коленвала небольшие. Если просто, в таких режимах смесь несколько обедняется в целях экономии. Стехиометрическое смесеобразование предполагает приготовление такой смеси, которая легко воспламеняется, при этом не является слишком обогащенной.
- Гомогенное смесеобразование позволяет получить так называемую «мощностную» смесь, которая нужна при больших нагрузках на двигатель. На обедненной гомогенной смеси в целях дополнительной экономии силовой агрегат работает на переходных режимах.
- Когда задействован режим послойного смесеобразования, дроссельная заслонка широко открыта, при этом впускные заслонки находятся в закрытом состоянии. В камеру сгорания воздух подается с высокой скоростью, возникают завихрения воздушных потоков. Горючее впрыскивается ближе к концу такта сжатия, впрыск производится в область расположения свечи зажигания.
За короткое время до того, как на свече появится искра, образуется топливно-воздушная смесь, в которой коэффициент избыточного воздуха составляет 1.
5-3. Далее смесь воспламеняется от искры, при этом вокруг зоны воспламенения сохраняется достаточно количество воздуха. Указанный воздух выполняет функцию температурного «изолятора».
Если же рассматривать гомогенное стехиометрическое смесеобразование, такой процесс происходит тогда, когда впускные заслонки открыты, при этом дроссельная заслонка также открыта на тот или иной угол (зависит от степени нажатия на педаль акселератора).
В этом случае горючее впрыскивается еще на такте впуска, в результате чего удается получить однородную смесь. Избыток воздуха имеет коэффициент, близкий к единице. Такая смесь легко воспламеняется и полноценно сгорает по всему объему камеры сгорания.
Обедненная гомогенная смесь создается тогда, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а впускные заслонки закрыты. В этом случае воздух активно движется в цилиндре, а впрыск горючего приходится на такт впуска. ЭСУД поддерживает избыток воздуха на отметке 1.5.
Дополнительно к чистому воздуху могут быть добавлены отработавшие газы.
Это происходит благодаря работе системы рециркуляции отработавших газов EGR. В результате выхлоп повторно «догорает» в цилиндрах без ущерба для мотора. При этом снижается уровень выброса вредных веществ в атмосферу.
Что в итоге
Как видно, прямой впрыск позволяет добиться не только экономии топлива, но и хорошей отдачи от двигателя как в режимах низких и средних, так и высоких нагрузок. Другими словами, наличие непосредственного впрыска означает, что оптимальный состав смеси будет поддерживаться на всех режимах работы ДВС.
Что касается недостатков, к минусам прямого впрыска можно отнести разве что повышенную сложность во время ремонта и цену запчастей, а также высокую чувствительность системы к качеству горючего и состоянию фильтров топлива и воздуха.
Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем форуме.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Рекомендуем прочитать:
Прямой впрыск TSI
Двигатель с системой непосредственного впрыска, прямого впрыска, топлива имеет важнейшее отличие от «классического» аналога — место расположения бензиновых форсунок. Форсунки в таком силовом агрегате расположены непосредственно внутри камеры сгорания, а не во впускном коллекторе, как в большинстве двигателей, из-за чего непрерывно в процессе работы подвергаются воздействию высоких температур. В норме вреда двигателю это не приносит: поступающий в камеру сгорания бензин забирает часть тепловой энергии и способствует охлаждению форсунок.
Совсем иначе обстоят дела при дооснащении двигателя с непосредственным впрыском ГБО. Без учета выше озвученных конструктивных особенностей быстрая гибель форсункам обеспечена.
Как решить проблему?
У владельцев автомобилей установка ГБО на двигатель TSI, TFSI, Skyactiv, Ecoboost, GDI, D-4 или NeoDi немного вариантов. Самый оптимальный — купить комплект ГБО поколения 4+.
Почему ГБО 4+
Газобаллонное оборудование поколения 4 Плюс — это подвид ГБО четвертого поколения, разработанный специально для двигателей с непосредственным впрыском топлива. Как альтернативу ГБО 4+ нужно рассматривать 5 и 6 ступени развития. Однако последние все же проигрывают четвертому поколению. Они сложнее в монтаже и настройке, но главное — значительно дороже. Неудивительно, что до сих пор газобаллонное оборудование 5 и 6 поколений является редкостью для российского рынка. В отличие от ГБО четвертого поколения.
Как устроено ГБО 4+
Установка ГБО на прямой впрыск TSI, TFSI и т.
д., поколения 4+ продолжает идеи предшественника. Данное оборудование настолько же практично и экономично, является оптимальным соотношением надежности, эффективности и цены. Отличие между двумя подвидами заключается в том, что комплекты поколения 4+ дополнены системой, препятствующей прогоранию форсунок. Благодаря ей газ подается в камеру сгорания вместе с бензином, и соотношение 75% на 25% делает работу двигателя с ГБО абсолютно безопасной.
Дополнительные преимущества ГБО.
Вместе с уверенностью в безопасности газовой установки для двигателя, автовладелец выбравший ГБО 4+, получает и другие преимущества:
-
точное дозирование топлива во всем диапазоне работы силового агрегата;
-
сохранение ключевых эксплуатационных параметров двигателя, оптимизированных для использования бензина;
-
повышение стабильности работы двигателя в режиме использования газа;
-
автоматическое, плавное переключение между режимами газ/бензин;
-
предотвращение закоксованности бензиновых форсунок;
-
свыше 40% экономии на топливе.
Доступные варианты для непосредственного прямого впрыска топлива.
В производстве комплектов газобаллонного оборудования поколения 4+ преуспела компания STAG. Польский производитель предлагает различные варианты комплектов ГБО для четырех-, шести- и восьми цилиндровых двигателей с непосредственным впрыском топлива. Для каждого типа двигателя также создана специальная программная прошивка, позволяющая настроить параметры работы силового агрегата на ГБО поколения 4+ корректно и точно.
Установка гбо на авто в спб цена 4 Плюс — это готовое решение существующих проблем по приемлемой цене. Воспользуйтесь им, чтобы добиться от своего автомобиля максимальной надежности и эффективности.
Что вам нужно знать о прямом впрыске Vs. Port Injection
Если вы водите автомобиль, потребляющий много топлива, в вашем двигателе обычно используется система прямого или портового впрыска. Прямой впрыск впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания цилиндра, а впрыск через порт — во впускной патрубок.
Каждый потребляющий топливо автомобиль, купленный в США, оснащен системой впрыска топлива, которая позволяет
дизельному или бензиновому топливу
поступать в цилиндры вашего двигателя для сжигания топлива и обеспечения работы автомобиля.
Хотя системы впрыска топлива являются важным и необходимым компонентом двигателя вашего автомобиля, различные системы впрыска топлива влияют на эффективность использования топлива, производительность двигателя и даже на затраты на техническое обслуживание.
Если вам интересно, как работают системы прямого и портового впрыска топлива и какая из них лучше, вам повезло!
Джерри
, надежное суперприложение
, которое поможет вам сэкономить на страховании автомобиля
, здесь, чтобы ответить на все ваши вопросы.
Читайте дальше, чтобы узнать разницу между непосредственным впрыском и впрыском через порт, плюсы и минусы каждого и как сэкономить на страховании автомобиля.
Сравните страховые предложения от 50+ перевозчиков с Джерри менее чем за 45 секунд
Найди экономию!
4.7/5 Рейтинг App Store. Нам доверяют более 2 миллионов клиентов.
Что такое непосредственный впрыск?
Топливная система с прямым впрыском впрыскивает бензин или дизельное топливо непосредственно в цилиндр двигателя, где они смешиваются с кислородом и сжигаются в качестве топлива. Системы прямого впрыска, как правило, более экономит топливо , так как для подачи топлива в цилиндры двигателя требуется на один шаг меньше.
В каких автомобилях используется непосредственный впрыск?
В то время как в автомобилях с дизельным двигателем всегда использовались топливные системы с непосредственным впрыском топлива , европейские автомобильные компании ухватились за экономию топлива и эффективность этой системы для производства более экономичных автомобилей . Японские и американские автопроизводители также недавно пожинали плоды топливных систем с непосредственным впрыском.
Вот несколько автопроизводителей, которые используют топливные системы прямого впрыска:
General Motors (GM)
9008. 9004.
9006.?
В отличие от прямого впрыска, топливные системы с распределенным впрыском предварительно смешивают бензин и кислород за пределами цилиндров двигателя в области двигателя, называемой впускным коллектором . Затем смесь втягивается в цилиндры и сгорает в качестве топлива. Эта система менее экономичный, чем , но все же эффективнее карбюратора.
В каких автомобилях используется впрыск через порт?
Распределенный впрыск был стандартной системой впрыска топлива для бензиновых автомобилей в США до начала века . Хотя трудно найти новых автомобилей, в которых используется только впрыск через порт, вот несколько популярных автопроизводителей, которые до сих пор используют впрыск через порт в свои топливные системы:
Прямой и портовый впрыск: что лучше?
Хотя может показаться, что топливные системы с непосредственным впрыском лучше из-за их топливной экономичности и современной популярности, каждая из них
Вот плюсы и минусы систем прямого и портового впрыска:
Прямой впрыскЛучшая топливная экономичность | Дороже |
Сравните страховые предложения от 50+ перевозчиков с Джерри менее чем за 45 секунд
Найди экономию!
4.7/5 Рейтинг App Store. Нам доверяют более 2 миллионов клиентов.
Распределительный впрыск