Моновпрыск принцип работы: Как работает моновпрыск?

Содержание

Как работает моновпрыск?

Система центрального впрыска применяется на бензиновых двигателях, еще ее называют моновпрыском. Впрыск горючего делается одной форсункой на впускном коллекторе. Моновпрыск – это инжекторная система подачи топлива в мотор, которая обычно используется в не самых современных автомобилях. Это переходная система подачи горючего, которая стала широко использоваться взамен карбюраторной. Отличительным фактором впрыска горючего в этой системе считается то, что для этого применяется лишь одна форсунка, которая расположена вместо карбюратора. Такая форсунка распрыскивает горючее во все цилиндры. В связи с новыми экологическими стандартами, данный способ подачи топлива для бензинового двигателя вышел из повсеместного использования, и вместо него теперь применяется распределенный впрыск.

Из чего состоит система моновпрыска и какие функции выполняет каждый элемент

Составляющие системы моновпрыска:

- регулятор давления

- форсунка впрыска

- дроссельная заслонка (с механическим приводом)

- блок управления

- входные датчики

Регулятор давления выполняет функцию поддержки непрерывного рабочего давления. Кроме того, уже после приостановки мотора регулятор поддерживает давление с целью не допустить появления воздушных пробок и упростить пуск мотора.

Форсунка впрыскивает горючее импульсно. Она представляет собой электромагнитный клапан. Руководит клапаном электронный блок управления. В систему форсунки, как правило, входит соленоид, возвратная пружина, запорный клапан и распылительное сопло. Дроссельная заслонка регулирует объем прибывающего в систему воздуха. Она имеет либо механический, либо электрический привод. Механический привод работает в результате нажатия педали газа.

Электросервопривод дроссельной заслонки удерживает устойчивые обороты мотора на холостом ходу из-за принудительного открытия заслонки. Блок управления руководит работой форсунки и электрическим сервоприводом. Его структура состоит из процессора и блока памяти. В блоке памяти располагаются сведения с характеристикой впрыска (эталон).

Входные датчики фиксируют время работы мотора.

Могут также применяться датчики момента впрыска, нахождения дроссельной заслонки, температуры окружающей среды и так далее. На основе показания датчиков температуры воздуха и расположения дроссельной заслонки, блок управления мотором рассчитывает нужный объем мотора в системе. У дроссельной заслонки такая конструкция, которая при любом ее расположении впускает конкретное количество воздуха, такой параметр закрепляется датчиком положения дроссельной заслонки; располагается он на оси привода заслонки.

На основе показателей, полученных от датчика момента впрыска, делается впрыск горючего, единовременно с таким предупреждением идет сигнал на воспламенение горючего.

Как работает моновпрыск

Предупреждения от датчиков зачисляются в блок управления системой. На основе приобретенных сведений блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки. Потом сигнал поступает на соленоид форсунки. Осуществляется открытие запорного клапана, и горючее впрыскивается во впускной коллектор, где перемешивается с воздухом.

Приготовленная топливно-воздушная консистенция идет в камеры сгорания. Кроме того, в системе существует стабилизация оборотов мотора.

Безусловно, система моновпрыска лучше, чем карбюраторная система подачи горючего, и у нее, конечно же, существуют как плюсы, так и минусы.

Положительные характеристики моновпрыска:

1) Простой запуск мотора. При помощи электромагнитного клапана, который осуществляет контроль всех процессов работы моновпрыска, вероятен более упрощенный запуск мотора, в сравнении с карбюраторными моторами, так как он берет на себя некую часть процесса запуска.

2) Снижение расхода горючего. У карбюраторных машин есть склонность к увеличенному расходу горючего по причине неправильно настроенного карбюратора; с применением системы моновпрыска, существует возможность экономии топлива, как при запуске мотора, так и во время движения машины.

3) Не нужно ручное настраивание системы. И снова, если в карбюраторной системе подачи горючего необходимо содействие специалиста и скрупулезная настройка, концепция моновпрыска не требует этого и может сама настроиться благодаря сведениям, которые исходят от датчиков кислорода.

4) Снижение уровня выброса углекислого газа.

5) Усовершенствованные характеристики. Из-за высокой слаженности работы всей системы моновпрыска существует возможность добиться усовершенствованных динамических показателей машины.

Также как и у любой другой техники, у системы моновпрыска существуют свои не очень хорошие качества, перечислим их:

1) Слишком высокая стоимость ремонта и комплектующих. Сделать ремонт либо произвести замену одного из функциональных узлов системы может обойтись вам в крупную сумму.

2) Бóльшая часть узлов не поддается ремонту. Чаще всего ремонт обходится дешевле, чем полная замена, из-за этого возможность ремонта важна для очень дорогих деталей. Система моновпрыска таким похвастаться не может, потому что неисправность приводит за собой либо полную, либо частичную замену функционирующих узлов.

3) Необходимость использовать топливо высокого качества. В нашей стране купить действительно высококачественный бензин практически не представляется возможным.

4) Зависимость от электропитания. Для полноценной работы системы моновпрыска нужно электропитание. В этом смысле карбюраторная система находится в выигрыше, так как для запуска мотора нужно лишь прокрутить мотор и подать искру, горючее подается механическим путем. Применяя моновпрыск, необходимо иметь постоянно высокий заряд АКБ, иначе Вы попросту рискуете не завести машину.

5) Сервис и диагностика. Для того чтобы определить проблему в работе моновпрыска, нужно применять специальное оборудование для диагностики, и конечно, для ремонта. Поэтому без обращения в автосервис вам не обойтись.

По сути, моновпрыск – это электронно-управляемая, одноточечная концепция впрыска невысокого давления (инжектор), которая применяется в бензиновых моторах. Особенностью моновпрыска, как упоминалось ранее, является форсунка, которая находится под управлением клапана. Для дозировки воздуха при формировании топливной консистенции применяется дроссельная заслонка. Во впускном трубопроводе совершается то самое разделение горючего по цилиндрам мотора, этому также содействуют особые датчики, у которых находятся под контролем все показатели мотора. Форсунка находится над дроссельной заслонкой. Струя бензина направляется прямо в отверстие в корпусе дроссельной заслонки. Впрыск горючего через форсунку синхронизирован с импульсами зажигания.

В момент запуска холодного двигателя и сразу же после запуска период впрыскивания горючего увеличен – это необходимо для обогащения топливной консистенции. Если мотор не прогрет, расположение дроссельной заслонки меняется таким образом, чтобы в мотор попало больше топливной консистенции для укрепления оборотов коленчатого вала.

Весь период впрыска горючего находится под контролем электронного блока управления. По данным разных датчиков (датчик расположения дроссельной заслонки, датчик лямба-зонд, датчик температуры) определяется нужное количество горючего, и эти сведения отправляются на форсунку. Кислород попадает через воздушный фильтр во впускной коллектор, горючее и кислород смешиваются, образовывая топливную консистенцию, которая идет в цилиндры мотора.

Какие могут возникнуть поломки в работе моновпрыска?

Владельца машины всегда ожидают скрытые неприятности, которые чуть позже отражаются материальными затратами. Чаще всего на деньги могут попасть владельцы не новых машин. Поломками моновпрыска может быть как обычное засорение форсунки, так и значительные неисправности в электронике.

К поломкам в системе подачи горючего могут привести следующие факторы:

• Период работы ключевых узлов и главных деталей системы.

• Заводской брак деталей.

• Неправильные условия эксплуатации.

• Внешние влияния на функциональные детали, из-за которых снижается период работы.

Для того чтобы определить поломку, необходимо провести диагностику; это можно сделать как на сервисе, так и самому. Сейчас доступен огромный выбор программного обеспечения и технических приборов, которые смогут помочь вам сделать нужную диагностику в условиях гаража. Чаще всего для такой диагностики необходим ноутбук, планшет либо сотовый телефон, провод подключения и, естественно, специальное ПО. Все несоответствия нормам располагаются в электронном блоке управления, из-за этого целью такой программы является считывание этих сведений и верное отображение владельцу автомобиля.

Во многих случаях приходится диагностировать поломку без поддержки дополнительных приборов, опираясь на наружные (первичные) признаки.

К таким признакам можно отнести:

• Неполадки при пуске двигателя. Трудный пуск мотора, пуск мотора не может быть осуществлен, а также, если мотор глохнет сразу после пуска – это и есть начальная причина, из-за которой стоит все проанализировать.

• Холостой ход. Признаком неисправности может быть нестабильная работа мотора на холостом ходу, детонация, плавающие обороты.

• Увеличение расхода горючего во время передвижения, снижение динамики разгона и перебои мотора во время разгона машины говорит о поломке в системе подачи горючего.

Стоит отметить то, что по внешним показателям есть возможность определить поломку безошибочно только тогда, когда остальные узлы системы работают правильно. Во время ремонта или замены функциональных узлов рекомендовано обращаться за помощью к специалистам, так как любое непрофессиональное вторжение может привести к очень серьезным последствиям.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Моновпрыск - система одноточечного (центрального) впрыска топлива

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.

1 - регулятор давления; 2 - форсунка; 3 - возврат топлива; 4 - шаговый электродвигатель для управления работой двигателя на холостом ходу; 5- к впускному трубопроводу двигателя; 6 - дроссельная заслонка; 7 - вход топлива.

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.

Другие статьи по системам питания двигателя

Особенности работы и конструкции моновпрыска

Многим автолюбителям не знакомо такое понятие как моновпрыск. Это промежуточное звено между карбюратором и инжектором. Несмотря что моноинжектор не был принят на вооружение автоконцернов сегодня можно встретить автомобили с такой системой питания двигателя. Поэтому владельцу такой машины нужно знать принцип работы и конструкцию узла, обеспечивающего цилиндры топливным зарядом.

Предназначение детали в автомобиле

Основной особенностью системы является всего одна форсунка. Она и повлияла на название моновпрыска. Подача топлива происходит в общую камеру. Потом готовый заряд подается в первой открытой цилиндр.

Современные легковые машины с бензиновым двигателем работают с распределенной системой подачи топлива. Это подразумевает, что заряд поставляется в каждую камеру отдельными форсунками. Но это увеличивает потребление бензина в топливном баке.

Как устроен моноинжектор

Особенности работы моноинжектора довольно сложные и отличаются от распределенной системы впрыска и карбюратора. За стабильную работу отвечают разные датчики, регулирующие подачу бензина. Благодаря этому обеспечивается легкий пуск холодного мотора.

Единственную форсунку разместили над заслонкой, регулирующей подачу воздуха. Горючее поддаётся между стенками корпуса и дроссельной заслонкой. Процесс автоматически синхронизируется с зажиганием. Дозирование бензина в разных режимах работы силовой установки обеспечивается датчиками.

За контроль открывания форсунки отвечает электронный контроллер. Дозировка топлива обеспечивается клапаном электромагнитного типа. По цилиндрам топливный заряд по очереди попадает в камеру с открытым клапаном. После этого происходит воспламенение. В случае поломки важного элемента, системы подачи топлива автомобиль остановится. В данной ситуации для ремонта потребуется найти новый автомобильный моноинжектор. А сделать это можно в интернете.

Как работает узел питания двигателя

Общий принцип работы моновпрыска несложный и состоит из следующих этапов:

  • Датчиками в соответствии с режимом работы мотора регулируется количество горючего выдаваемое форсункой.
  • Бензин сквозь форсунку попадает в общий резервуар для смешивания с кислородом.
  • Подготовленный заряд поступает в камеру сгорания с открытым клапаном.
  • Остаток горючего возвращается в топливный бак через обратную магистраль.

Обычно форсунка состоит из распределительного сопла и запорного клапана. Горючее подается импульсно. Это обеспечивается электромагнитом. Воздух регулируется дросселем, который управляется механическим или электрическим приводом.

Отличие моновпрыска от карбюратора и инжектора

Основное отличие моновпрыска от инжектора – это использование одной форсунки. Все остальные процессы работы топливной системы алогичны. Однако такая особенность уменьшает ресурс силовой установки. При использовании низкокачественной смеси из-за засорения форсунки, она не поступает во все цилиндры, что приводит к неравномерному износу.

Используя отдельные форсунки для цилиндров минимизируются негативные последствия. Это основное достоинство инжекторной системы перед моновпрыском. Остальные отличительные особенности заключаются в конструкции узла.

Если сравнивать моноинжектор с карбюратором, то он выигрывает благодаря следующим преимуществам:

  • упрощается пуск холодного мотора;
  • уменьшается потребление бензина;
  • нет необходимости настраивать узел вручную благодаря использованию датчиков;
  • мотор работает в оптимальном режиме.

Учитывая преимущества моновпрыска он пришел на смену обычных карбюраторов. Но усовершенствованная инжекторная система показала большую эффективность и вытеснила моноинжектор.

Что такое моновпрыск, принцип работы, отличия от инжектора | Простожизнь#

66Всем наверно известно, что существует два типа бензиновых двигателей-это инжектор и карбюратор. Но есть ещё один, который попадается не часто, это моновпрыск, принцип его работы похож как на инжектор так и карбюратор.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.

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).

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.

Если понравилась статья, ставьте лайки и подписывайтесь на канал)

Что такое моновпрыск в автомобиле, какие у него достоинства и недостатки

Многие автолюбители даже не знают, как выглядит моновпрыск, ведь сейчас используются карбюраторные и инжекторные двигатели. Но и эта система подачи топлива в цилиндры существовала, и даже сейчас может встречаться на автомобилях старого выпуска. Она была переходной между карбюраторными и инжекторными двигателями. Её еще называют моноинжектором.

Такая система применялась на немецких автомобилях 80-х годов выпуска, а также на многих японских. Встретить их сейчас сложно, но возможно.

Как и всякое устройство, двигатель с такой подачей топлива имеет свои преимущества и недостатки, но современные конструкции его вытеснили. Причина в основном в экологических требованиях, которые стали гораздо строже.

Что такое моновпрыск в автомобиле

Главная особенность этой системы, из-за чего и произошло название – использование всего одной форсунки. Топливная смесь впрыскивается в общую камеру, а уже из неё попадает в тот цилиндр, в котором открыт клапан.

Сейчас автомобили, работающие на бензине, используют распределённую подачу, когда в каждый цилиндр подача смеси происходит индивидуально, отдельной форсункой. Но так расходуется больше топлива.

Устройство моновпрыска

Устройство и принцип работы этой системы довольно сложны и отличаются от других, более популярных. Её работа поддерживается большим количеством датчиков, регулирующим подачу топлива, но это позволяет легко запускать холодный двигатель.

Единственная форсунка устанавливается над дроссельной заслонкой, которой регулируется подача воздуха. Топливо впрыскивается между корпусом и заслонкой, и этот процесс синхронизирован с зажиганием.

Схема устройства

Для дозирования топлива на разных режимах работы двигателя используются датчики. Открытие форсунки происходит под управлением электронного контроллера, а его количество дозируется электромагнитным клапаном. В цилиндры смесь из общей камеры поочерёдно попадает при открытии соответствующих клапанов, где и воспламеняется.

Принцип работы

В общем, разобраться, как работает моновпрыск, несложно. Процесс состоит из нескольких этапов.

  1. Датчики, в зависимости от режима работы двигателя, регулируют количество топлива, которое выдаст форсунка.
  2. Топливо поступает через форсунку в общую камеру, где смешивается с воздухом.
  3. Готовая смесь поступает в первый открывшийся цилиндр.
  4. Лишнее неиспользованное топливо по обратной магистрали возвращается назад.

Форсунка имеет распылительное сопло и запорный клапан. Подача топлива происходит в импульсном режиме, под управлением электромагнита. Подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой, которая, в свою очередь, управляется с помощью механического или электрического привода.

Схема работы моновпрыск регулятор топлива

Но в реальности моновпрыск требует тщательной регулировки и синхронизации. К тому же, такое устройство сложно ремонтировать, и это важные причины, почему такая схема не получила распространения.

Чем моновпрыск отличается от инжектора и карбюратора

Основное, чем отличается моновпрыск от обычного инжектора – использование единственной форсунки, в остальном разница небольшая. Но и это влечёт за собой много последствий, главное из которых – снижение ресурса двигателя.

Если топливная смесь будет некачественной из-за проблем с форсункой, то она попадёт во все цилиндры, и вызовет их одновременный повышенный износ. Использование отдельных форсунок для каждого цилиндра позволяет минимизировать последствия – в крайнем случае пострадает один цилиндр. Этим обычная инжекторная система лучше моновпрыска. В остальном отличия инжектора и моновпрыска чисто конструктивные.

А вот по сравнению с карбюраторными двигателями такое решение имеет больше отличий:

  • Двигатель легче запускается, особенно холодный.
  • Расход топлива меньше, и остаётся постоянным. Карбюратор периодически надо настраивать, иначе расход сильно возрастает.
  • Ручной настройки не требуется, при поездке всё регулируется датчиками.
  • Двигатель работает в наиболее оптимальных условиях, что хорошо сказывается на его характеристиках.

Поэтому моновпрыск и стал дальнейшим развитием карбюраторной системы. Но инжекторная, с распределённой подачей топлива, оказалась еще перспективнее.

Плюсы и минусы системы

Двигатель с моновпрыском в своё время решал множество проблем, так как обладал явными преимуществами перед карбюраторным:

  • Автовладельцу необязательно было даже знать устройство двигателя, так как его работа регулируется автоматически с помощью датчиков. Это увеличило число обладателей автомобилей, простых в обслуживании – заправился и поехал.
  • Расход топлива меньше, а КПД двигателя больше, причём как при движении в разных режимах, так и на холостом ходу.
  • По сравнению с карбюраторными двигателями уменьшено количество вредных выбросов в атмосферу.
  • Простая конструкция.
  • Быстрый запуск двигателя в любых условиях.

Однако такая конструкция была вытеснена более совершенным инжекторным двигателем. И причинами для этого стали:

  • Сложности с ремонтом и настройкой – требуется специальное оборудование. Дома в гараже это не делается.
  • Запчасти не только редкие, но и дорогие.
  • Требуется качественный бензин. Если смесь недостаточно хороша, мотор начинает «капризничать». Для отечественных условий это особенно важно, так как качество бензина не гарантируется ни на одной автозаправке, и оно обычно не очень соответствует требованиям.
  • Цилиндры находятся на разном расстоянии от форсунки, и смесь попадает в них за разное время. Поэтому бензин прогорает не полностью, а его расход увеличивается.
  • Для работы требуется электричество, тогда как карбюратору нужна искра только при старте, а потом топливо подаётся механическим путём. Если аккумулятор некачественный или имеет слабый заряд, запустить мотор не получится.
Конструкция инжекторного двигателя

Именно поэтому современные инжекторы и потеснили моновпрыск, так как обладают его преимуществами, но лишены его недостатков.

Какие могут возникнуть поломки в работе моновпрыска

Так как в системе используется всего одна форсунка и множество электронных датчиков и узлов управления, владельца могут поджидать разные неприятности:

  • Проблемы с запуском мотора – не заводится или заводится с трудом, сразу глохнет.
  • Неустойчивая работа на холостом ходу.
  • Нарушения в динамике, при движении. Может увеличиться расход топлива, ухудшиться тяга при разгоне, появляются перебои в работе мотора.

Всё это требует диагностики, и провести её сейчас можно с помощью ноутбука и специального программного обеспечения. Делать это лучше специалисту, тем более, что и настраивать своими руками ничего не надо, не обладая специальными знаниями. Неверные настройки могут еще ухудшить работу мотора или он вообще перестанет запускаться.

Использование одной форсунки также не является хорошим вариантом. Стоит ей выйти из строя или засориться, и машина тут же встанет. В этом плане распределенная подача гораздо надёжнее и безопаснее, так как доехать до места в крайнем случае можно и без одного работающего цилиндра.

Стоит иметь в виду, что эта система устаревшая и с большим количеством электроники, которая тоже имеет свойство ломаться. Учитывая, что используется моновпрыск на старых машинах, проблемы с электронной частью тоже вполне вероятны.

Моновпрыск

Моновпрыск  – разновидность электронной системы впрыска. Служил переходной моделью на пути от карбюратора к инжектору. 

Первый моновпрыск был разработан для самолетов как альтернатива карбюратору и средство борьбы с перебоями в подаче топлива при исполнении "мертвой петли" и других фигур высшего пилотажа

По сути, моновпрыск — усовершенствованный карбюратор с контролируемой микропроцессором подачей топлива и одной форсункой. 

История создания моновпрыска

Основой для создания системы моновпрыска стал традиционный механический карбюратор, применявшийся для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания с 1893 года. Самые серьезные сложности с карбюраторами возникали у летчиков, так как подача топлива самотеком, предусмотренная в карбюраторе, крайне затрудняла выполнение маневров, подразумевающих переворот фюзеляжа на 90 или 180 градусов. При таком положении самолета перебои в подаче топлива были неизбежным явлением.

Первым  прообразом механического моновпрыска можно считать систему впрыска топлива под давлением, которой было оснащен авиационный двигатель 1916 года русских конструкторов Стечкина и Микулина. Система была признана удачной, и во время Второй мировой устройствами подобного типа оснащались, к примеру, авиационные двигатели Daimler-Benz и BMW.

Покупка подержанного автомобиля с моновпрыском в конце 90-х была сопряжена со специфическими сложностями для российских автолюбителей - найти мастера по их ремонту было практически невозможно

В автомобилестроении обычные карбюраторы прослужили значительно дольше, так как необходимости менять положение двигателя относительно горизонта не возникало никогда. Поэтому настоящий электронно-контролируемый моновпрыск появился лишь в 70-е годы, когда перед производителями автомобилей во весь рост встала проблема экономии топлива. Пионерами внедрения моновпрыска были японские производители (например, Honda с PGM-Carb) и американский концерн GM (система GM Multec Central).  На тот же период пришлось появление первых относительно дешевых микропроцессоров, позволивших создать на базе карбюраторов электронные инжекторные системы, обладающие огромным преимуществом - простотой настройки и стабильностью работы. В дальнейшем однофорсуночные системы, бывшие лишь переходной ступенью между карбюратором и системой распределенного в впрыска, исчезли с рынка по причине технического несовершенства.

Устройство и принцип работы моновпрыска

Моновпрыск – существенно модифицированный карбюратор, отличающийся от классического наличием компьютерного контроля подачи и расхода топлива, электрической форсункой и бензонасосом. От классического карбюратора моновпрыск унаследовал многое - корпус, точку крепления к двигателю, систему камер и периферийных устройств (систему прогрева двигателя и тп). В отличие от карбюраторной системы подачи, в топливной магистрали двигателя с моновпрыском поддерживается постоянное относительно высокое давление топлива (как правило, в районе 1 бара). Для создания давления используется электрический топливный насос. Для поддержания - регулятор давления топлива. Так же, как в инжекторных системах, через форсунку проходит ровно столько топлива, сколько нужно для однократного наполнения камеры сгорания, а избыток возвращается в топливный бак по системе обратной подачи.

Появление моновпрыска стало логическим продолжением усовершенствования карбюраторов. Последнее поколение карбюраторов фирмы Hitachi уже оснащалось электронными блоками управления

Примечательно, что в моновпрыске применялась схема подачи топлива в камеру сгорания, в которой использовались особенности карбюратора. Если в системе распределенного впрыска форсунки распыляют топливо в полости впускного коллектора, то в моновпрыске смешение капель топлива с воздухом происходит внутри классической карбюраторной камеры, а затем смесь под воздействием разрежения втягивается в коллектор, и далее, в камеру сгорания.

По сути, электронный блок управления контролирует лишь процесс дозировки топлива. По сигналу от датчика положения дроссельной заслонки, лямбда-зонда, датчика температуры на впуске и расходомера он вычисляет необходимое к подаче количество и подает команду на открытие форсунки. Длительность периода открытия, а значит, необходимая доза, также вычисляется по сигналам от датчиков. Чем выше обороты двигателя, тем дольше остается открытой форсунка.

Достоинства и недостатки моновпрыска

С появлением моновпрыска двигатели стали значительно лучше работать на переходных режимах – при разгоне и торможении, то есть когда происходит значительная смена оборотов. Ранее, в карбюраторных системах эту проблему пытались решать, более или менее успешно, но реакция двигателя на резкое открытие дроссельной заслонки всегда была заторможенной. Моновпрыск помог решить эту проблему и ряд других. К примеру, с его появлением появились и первые эффективные системы дожига выхлопных газов на основе катализатора, так как вместе с электронным управлением в систему впрыска пришли лямбда-зонды, измеряющие остаток кислорода в выхлопе.

Однако моновпрыск обладал и существенными недостатками. Самое серьезное слабое место системы – впрыск топлива в одной точке. Вследствие этого часть топлива оседала на стенках впускного коллектора, где происходил распыл, и смешение с воздухом было недостаточно эффективным. В зимнее время автомобиль мог по этой причине плохо заводиться, и экономия топлива в целом, в сравнении с распределенными системами, была недостаточной.

Вопросы эксплуатации моновпрыска

В процессе работы системы на единственную форсунку выпадает большая нагрузка. Если сравнить с современным распределенным впрыском на каждый цилиндр, легко представить, какое количество топлива проходить через одну форсунку по сравнению с четырьмя или более. В связи с этим возникает серьезный риск засора, и промывать систему, либо ремонтировать (менять) форсунку приходится достаточно часто.

Mono jetronic - система ушедшая в историю систем питания

Приветствую вас, дорогие мои любители автодела! Продолжим цикл статей, посвящённых топливным системам современных машин. И сегодня пойдёт речь о технологии mono jetronic, которая, если позволите, стала первой ступенью перехода от карбюраторного механизма к ультрасовременным электронным инжекторам.

Говоря точнее, мы с вами попробуем разобраться с системой центрального впрыска, узнаем, что скрывается за словосочетанием mono jetronic и почему эта технология утратила свою популярность, несмотря на простоту и надёжность.

[contents]

Как зарождался впрыск mono jetronic

Как вы уже знаете, в современных бензиновых моторах применяются системы впрыска горючего, которые пришли на смену старым карбюраторам. Они позволили двигателям стать более экологичными, экономичными и повысить их мощность.

Хотя данные технологии стали массовыми с конца 80-х – начала 90-х годов ХХ столетия, компания Bosch уже в 1975 году предложила рабочий вариант серийной инжекторной системы, которая, по сути, стала переходным звеном между карбюраторной эпохой и эрой впрыска.

Эта технология, относящаяся к системам центрального впрыска (моновпрыска), получила фирменное название Mono-Jetronic и стояла на вооружении у передовых автомобильных марок.

От истории перейдём к сути. Идея технологии центрального впрыска, заключается в том, что вместо карбюратора устанавливается форсунка, впрыскивающая во впускной коллектор мотора порции топлива по сигналу от блока управления. Стоит особо подчеркнуть – форсунка в данном случае используется одна на все цилиндры! Это и есть ключевое отличие моновпрыска от других инжекторных систем.

Давайте немного детальнее рассмотрим принцип работы описанной технологии на основе упомянутого Mono-Jetronic от Bosch.

Моновпрыск: легко и просто

Конструкция системы центрального впрыска топлива довольно проста. В ней можно выделить несколько ключевых элементов:

  • регулятор давления топлива;
  • форсунка;
  • дроссельная заслонка, имеющая как механический привод, так и управление при помощи сервопривода;
  • датчики;
  • электронный блок управления.

Регулятор давления

Роль регулятора давления заключается в поддержании давления в системе центрального впрыска, оно составляет не менее 0,1МПа. Так же этот регулятор сохраняет давление в системе при выключении двигателя. Это необходимо при заводке двигателя, чтобы система была мгновенно готова к работе.

Форсунка

Центральная форсунка обеспечивает  впрыск топлива и представляет из себя электромагнитный клапан. Управление форсункой осуществляет электронный блока управления.  Конструкция форсунки представляет из себя — сопло распылительное, запорный клапан с пружиной и соленоид (электромагнитная катушка).

 

Дроссельная заслонка

Регулирует объем поступающего воздуха. Дроссельная заслонка с двумя приводами. Первый -механический, работает от педали газа.

Второй — электрический, этакой хитрый режим управления заслонкой, который включается во время холостого хода двигателя. При отпущенной педали газа, активируется сервопривод заслонки и поворачивает её на небольшой угол, благодаря чему поддерживаются стабильные обороты мотора.

Датчики

Входные датчики контролируют рабочее состояние двигателя. Их несколько: датчики температуры воздуха и охлаждающей жидкости, концентрации кислорода, положения дроссельной заслонки, сервопривода, момента впрыска и оборотов двигателя. Благодаря им, блок управления знает, сколько воздуха поступает в мотор, в каком режиме он находится и нажата ли педаль газа.

Все эти данные нужны, чтобы определить момент подачи топлива, а также его объём, в результате чего образуется воздушно-топливная смесь с оптимальным соотношением составляющих бензина и воздуха.

Электронный блок управления

Мозгом системы моновпрыска является, конечно же, электронный блок управления (ЭБУ). Именно он, на основе имеющейся программы и поступающей информации от многочисленных датчиков, принимает решение об открытии форсунки и длительности этого момента. Впрыснутый бензин смешивается в камере с воздухом, и образовавшаяся смесь, минуя открытую дроссельную заслонку, поступает через впускной коллектор к цилиндрам.

В завершении хочется сказать несколько слов о судьбе моновпрыска. На сегодняшний день эта система практически не используется, хотя она проста в техническом плане, надёжна, долговечна и относительно легко обслуживается.

Тем не менее, все эти достоинства перечёркиваются недостаточной, по современным меркам, экологичностью. Связано это отчасти с неравномерным распределением топливно-воздушной смеси по цилиндрам.

Добил технологию центрального впрыска стандарт Евро-3, требующий от автопроизводителей оснащать каждый цилиндр индивидуальной форсункой. Но об этом мы расскажем в статье непосредственный впрыск.

Не пропустите мои публикации, друзья, подписывайтесь на блог и делитесь ссылками на него со своими знакомыми.

Удачи вам на дорогах!

Какие существуют типы впрыска топлива? | Новости

CARS.COM - Вы слышали этот термин раньше, но каковы реальные нюансы впрыска топлива? Какие типы впрыска топлива используются в вашем автомобиле? Для этого требуется немного базового понимания движка, но мы готовы помочь. Типы впрыска топлива, используемые в новых автомобилях, включают четыре основных типа:

  • Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка
  • Портовый или многоточечный впрыск топлива
  • Последовательный впрыск топлива
  • Прямой впрыск

Связано: Нужна ли периодическая чистка топливных форсунок?

Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка

Самый ранний и простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя. Для некоторых автопроизводителей одноточечный впрыск был ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя TBI и не так точен, как последующие системы, он измеряет топливо с лучшим контролем, чем карбюратор, он дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива

Многоточечный впрыск топлива предусматривает выделение отдельной форсунки для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, поэтому систему иногда называют впрыском через порт. Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует, что они будут полностью втянуты в цилиндр.Основным преимуществом является то, что MPFI измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, лучше обеспечивает желаемое соотношение воздух-топливо и улучшает все связанные аспекты. Кроме того, это практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе. В случае TBI и карбюраторов впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, что является мерой для испарения жидкого топлива.

В двигателях, оснащенных MPFI, в этом нет необходимости, поэтому впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика.Результатом является постепенное повышение экономии топлива. Кроме того, там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, которые используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в каналы (SPFI) или впрыском по времени, представляет собой тип многоточечного впрыска. Хотя в базовом MPFI используется несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами.В результате топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться небольшим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры устранили его: последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо. Работая по времени, как свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед открытием впускного клапана или сразу после него. Это кажется незначительным шагом, но повышение эффективности и выбросов достигается в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск максимально расширяет концепцию впрыска топлива, впрыскивая топливо непосредственно в камеры сгорания, минуя клапаны.Прямой впрыск, более распространенный в дизельных двигателях, начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей, иногда называемых DIG для бензина с прямым впрыском. Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну переменную, позволяющую точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах и как взрыв распространяется от точки воспламенения.

Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; расположение портов и свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество свечей зажигания на цилиндр (возможно более одной) - все это влияет на то, насколько равномерно и полно топливо сгорает в бензиновом двигателе. Прямой впрыск - еще один инструмент в этой области, который можно использовать в двигателях с низким уровнем выбросов.

Редакционный отдел Cars.com - ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Как работает впрыск топлива? Работа системы впрыска топлива (FIS)

Карбюрация долгое время была предпочтительным методом смешивания воздуха и топлива и подачи его во впускную систему двигателей внутреннего сгорания. Впрыск топлива, гораздо более эффективная система, создающая больше лошадиных сил, изначально была разработана для дизельных двигателей.В пятидесятых годах Chevrolet представила систему впрыска топлива на своей высокопроизводительной модели Corvette. С тех пор эта система набирает популярность, и ее основные операции сначала описаны ниже. Далее вам будут представлены основные части большинства систем впрыска топлива, а также их функции. После ознакомления с основами и функциями будут описаны два основных типа используемых систем впрыска.

Работа системы впрыска топлива

В исходных системах впрыска топлива использовался распределитель топлива для впрыска топлива в каждый цилиндр индивидуально в порядке зажигания цилиндров.Эта система распределения топлива до сих пор используется на более крупных двигателях. В большинстве систем с впрыском топлива датчики измеряют объем воздуха, поступающего в двигатель, и температуру выхлопного потока, а компьютер дает команду инжекторам на импульс в течение определенного времени. Длина импульса и давление топлива определяют объем подаваемого топлива. Воздух дозируется дроссельной заслонкой, которая движется вместе с педалью акселератора. Впрыск топлива распыляет топливо намного лучше, чем карбюрация, что повышает эффективность и мощность впрыска.

Части системы впрыска топлива

Части системы впрыска топлива существуют либо для подачи топлива в форсунки, либо для предоставления информации, которая требуется блоку управления для обеспечения максимальной возможна эффективная работа двигателя.

Компоненты для хранения и подачи топлива включают топливный бак, насос и трубопроводы. Топливный насос способен подавать давление топлива до 60 фунтов на квадратный дюйм, поэтому топливные магистрали и соединения спроектированы так, чтобы выдерживать давление, почти вдвое большее.

В вашем автомобиле будет либо две форсунки, либо по одной на цилиндр, а иногда и по одной дополнительной. В автомобилях с впрыском дроссельной заслонки будет две форсунки, а в системах впрыска через порт будет одна форсунка для каждого цилиндра, а иногда и форсунка акселератора / холодного пуска.

Одним из способов управления объемом впрыскиваемого топлива является ограничение продолжительности импульса форсунки. Другой вариант - измерение давления топлива в форсунке, которое осуществляется с помощью регулятора давления топлива, который может быть предварительно откалиброван, с вакуумным или электрическим управлением.

Большинство систем впрыска топлива имеют как минимум четыре датчика: датчик положения дроссельной заслонки использует реостат для определения желаемого ускорения. Датчик массового расхода воздуха определяет, сколько воздуха поступает во впускную систему. Кислородные датчики измеряют температуру выхлопных газов, которая интерпретируется, чтобы определить, работает ли двигатель бедной или богатой. Датчик, определяющий положение коленчатого вала, сообщает системе, какой цилиндр сработает следующим. Этот датчик также требуется для системы зажигания; на большинстве автомобилей это датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала или, на некоторых автомобилях, оба.

Различные схемы впрыска

Существует несколько вариантов конструкции впрыска топлива. Система впрыска дроссельной заслонки, или TBI, или одноточечная система впрыска, впрыскивает топливо в корпус дроссельной заслонки,

, аналогично карбюратору. Смесь всасывания проходит через направляющие впускного коллектора. Затем постоянное распыление топлива было достигнуто с помощью системы непрерывного струйного впрыска, представленной в 1974 году, когда бензин перекачивается из топливного бака в большой регулирующий клапан, называемый распределителем топлива, который распределяет топливо по ряду меньших трубок каждого инжектора. Затем General Motors внедрила впрыск через центральный порт, или CPI, или впрыск топлива через центральный порт, в котором используется трубка с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива на каждое впускное отверстие, а не на центральный корпус дроссельной заслонки. Существует также система многоточечного впрыска топлива, которая впрыскивает топливо во впускные каналы, а не в центральную точку коллектора двигателя. Другой пример - прямой впрыск, используемый в дизельных двигателях, где форсунка расположена внутри камеры сгорания.

Каталожные номера

СИСТЕМА ВПРЫСКА: КОМПОНЕНТЫ, ВИДЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

«Топливная форсунка - это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) нужного количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания».

Технология была создана в начале 20 века и впервые реализована на дизельных двигателях. К последней трети 20-го века он также стал популярным среди обычных бензиновых двигателей.

Электронный блок управления (ЭБУ в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время требуемой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию с различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ отправляет управляющий электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки. Таким образом открывается форсунка, через которую бензин проходит в двигатель.

На один вывод катушки форсунки напрямую подается напряжение 12 В, которое контролируется ЭБУ, а другой вывод катушки форсунки открыт.Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т. Е. Отрицательный полюс).

КОМПОНЕНТЫ

Целью системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре. В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и скоростью двигателя.

* Насосные элементы:

Для перемещения топлива из топливного бака в цилиндр.

* Дозирующие элементы:

Для измерения подачи топлива со скоростью, необходимой для регулирования скорости и нагрузки двигателя

* Контроль дозирования:

Для регулировки нормы дозирования элементов при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя.

* Контроль смеси:

Для регулировки соотношения топлива и воздуха в зависимости от нагрузки и скорости.

* Раздаточные элементы:

Для равномерного распределения отмеренного топлива между цилиндрами.

* Контроль времени:

Для фиксации запуска и остановки процесса смешения топлива с воздухом.

ВИДЫ ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ

1. Верхняя подача - Топливо поступает сверху и выходит снизу.

2. Боковая подача - Топливо попадает сбоку на штуцере форсунки внутри топливной рампы.

3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки - (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.

ВИДЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

1.Одноточечный впрыск топлива или дроссельная заслонка

Также называемый одинарным портом, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который в двигатель сначала поступает чистый воздух. TBFI работает, добавляя правильное количество топлива в воздух перед его распределением по отдельным цилиндрам. Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнет проблема с инжектором, вам нужно заменить только один.Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.

Технически системы корпуса дроссельной заслонки очень прочные и требуют меньшего обслуживания. При этом впрыск дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно стары, поэтому обслуживание будет более серьезной проблемой, чем с более новым автомобилем с меньшим пробегом.

Еще один недостаток TBFI - неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, которая направляется в ваши цилиндры, все равно будет много топлива.Это может привести к небольшой задержке перед замедлением или, в некоторых автомобилях, к выбрасыванию несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI не так экономичны, как современные системы.

2. Многопортовый впрыск

Многоточечный впрыск просто перемещал форсунки дальше вниз по направлению к цилиндрам. Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется к каждому цилиндру. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.

Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свою собственную струю топлива. Каждая форсунка меньше и точнее, что позволяет снизить расход топлива. Обратной стороной является то, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим. Это означает, что у вас может быть остаток топлива между периодами впуска или у вас может возникнуть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.

Многопортовые системы

отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью.Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с дроссельной заслонки, такая конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.

3. Последовательный впрыск

Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многопортовые системы. При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива - раз. Вместо того, чтобы все форсунки срабатывали одновременно, они подают топливо одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан открывается, чтобы всасывать его. Такая конструкция позволяет повысить экономию топлива и производительность.

Поскольку топливо остается в порту только на короткое время, последовательные форсунки имеют тенденцию служить дольше и оставаться более чистыми, чем другие системы. Благодаря этим преимуществам на сегодняшний день наиболее распространенным типом впрыска топлива в транспортных средствах являются последовательные системы.

Единственным небольшим недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через мгновение после открытия форсунки.Если он грязный, забитый или не реагирует, ваш двигатель будет испытывать нехватку топлива. Форсунки должны работать на максимальной мощности, иначе ваш автомобиль начнет работать с неровностями.

4. Прямой впрыск

Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямая инъекция. В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят убедить вас, что прямой впрыск является новейшим и лучшим вариантом.Что касается характеристик бензиновых автомобилей, они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, и почти все дизельные автомобили имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.

В дизельных двигателях прямой впрыск очень надежен. Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с обслуживанием сведены к минимуму.

В бензиновых двигателях непосредственный впрыск применяется почти исключительно в транспортных средствах с высокими характеристиками.Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно поддерживать в рабочем состоянии вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение долгого времени, если им пренебречь, его характеристики быстро снизятся.

СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Есть два способа впрыска топлива в системе зажигания от сжатия

1. Нагнетание воздушным дутьем
2. Безвоздушное или твердое нагнетание

1. Нагнетание воздушным дутьем

Этот метод первоначально использовался в больших стационарных и судовых двигателях.Но сейчас он устарел. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем впрыскивается струя этого воздуха, увлекая за собой топливо в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух высокого давления требует многоступенчатого компрессора, чтобы баллоны с воздухом оставались заряженными. Топливо воспламеняется из-за высокой температуры воздуха, вызванной сильным сжатием. Компрессор потребляет около 10% мощности, развиваемой двигателем, что снижает полезную мощность двигателя.2. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Его можно разделить на две системы

1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.

2. Система Common Rail: в этой системе топливо перекачивается многоцилиндровым насосом в Common Rail, давление в рампе регулируется предохранительным клапаном. Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр от общей магистрали.

Это все о системе впрыска топлива.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Форсунки управляются блоком управления двигателем (ЭБУ). Во-первых, ЭБУ получает информацию о состоянии двигателя и требованиях с помощью различных внутренних датчиков. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам и затем нагнетается топливными насосами. Правильное давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также разделяется с помощью топливной рампы, чтобы питать различные цилиндры двигателя. Наконец, инжекторам приказывают впрыснуть необходимое для сгорания топливо.

Точная требуемая топливно-воздушная смесь зависит от двигателя, используемого топлива и текущих требований двигателя (мощность, экономия топлива, уровни выбросов выхлопных газов и т. Д.).

(автомобильный мир)

7.2 Лекарства для парентерального введения и приготовление лекарств из ампул и флаконов - Клинические процедуры для более безопасного ухода за пациентами

Парентеральное - это путь, по которому лекарство попадает в организм. Лекарства для парентерального введения попадают в организм путем инъекции через ткани и систему кровообращения. Лекарства для инъекций всасываются быстрее и используются у пациентов, которые испытывают тошноту, рвоту, не могут принимать жидкости для приема внутрь или не могут глотать. Парентеральные препараты могут быть эффективными и безопасными при правильном приготовлении и применении. Однако, поскольку они инвазивны и легко и быстро всасываются в организм, их применение связано с многочисленными рисками (Perry et al., 2014).

Существует четыре пути приема парентеральных препаратов (см. Также рис. 7.1). Каждый тип инъекции требует определенного набора навыков, чтобы лекарство было приготовлено должным образом и введено в правильное место (Perry et al., 2014). Четыре типа инъекций:

  1. Подкожно (SC): Эта инъекция помещает лекарство / раствор в рыхлую соединительную ткань прямо под дерму.
  2. Intradermal (ID): Эта инъекция вводит лекарство в дерму прямо под эпидермисом.
  3. Внутримышечно (IM): Эта инъекция вводит лекарство в тело мышцы.
  4. Внутривенно (IV): Эта инъекция вводит лекарство / раствор в вену через имеющуюся внутривенную линию или устройство для короткого венозного доступа (солевой замок). Лекарства, вводимые внутривенно, могут вводиться в виде болюса внутривенного введения, прерывистого (комбинированного) приема или в виде непрерывной инфузии большого объема.
Рис. 7.1: Углы введения

Для безопасного парентерального введения лекарств необходимо понимать, как предотвратить инфекцию, предотвратить ошибки при приеме лекарств, предотвратить укол иглой и предотвратить дискомфорт для пациента.Таблицы 7.1–7.4 посвящены конкретным методам устранения угроз безопасности пациентов и медицинских работников.

Предотвращение заражения во время инъекции

Согласно Seigel et al, (2007), исследования показали, что небезопасная практика инъекций приводит к заражению пациентов инфекциями, что приводит к вспышкам инфекционных заболеваний. Эти ненужные воздействия были результатом неправильной медицинской помощи. Инъекционные препараты необходимо вводить безопасным способом, чтобы сохранить стерильность оборудования и предотвратить передачу инфекционных заболеваний между пациентами и медицинскими работниками. В таблице 7.1 показано, как предотвратить инфекцию во время инъекции.

.
Таблица 7.1 Предотвращение заражения во время инъекции
Соображение безопасности:
  • Всегда соблюдайте принципы стерильной техники при приготовлении инъекций.
Принцип
Дополнительная информация
Соблюдайте гигиену рук. Всегда выполняйте гигиену рук перед введением и после снятия перчаток.Для гигиены рук с ABHR используйте 1-2 насоса продукта; этот объем требует минимум 15 секунд, чтобы руки высохли. Гигиена рук с ABHR
Предотвратить заражение иглы / шприца. Следите за тем, чтобы стерильные части иглы и шприца оставались стерильными. Избегайте соприкосновения иглы с нестерильными поверхностями, такими как внешние края ампулы или флакона, поверхность колпачка иглы или счетчик. Всегда закрывайте иглу колпачком, когда она не используется, и используйте метод «совок-колпачок», чтобы избежать травм от укола иглой.Не прикасайтесь к поршню по всей длине. Держите кончик шприца стерильным, накрыв его колпачком или иглой. Части шприца и иглы
Подготовьте кожу пациента. Вымойте кожу пациента водой с мылом, если она загрязнена грязью, дренажем или фекалиями / мочой. Следуйте политике агентства по подготовке кожи. При использовании спиртового тампона круговыми движениями потрите область в течение 15 секунд, а затем дайте области высохнуть в течение 30 секунд. При очистке участка отодвиньтесь от центра участка наружу на 5 см (2 дюйма).) радиус.
Предотвратить загрязнение раствора. По возможности используйте одноразовые флаконы / ампулы. Не храните многодозовые флаконы в зоне лечения пациента. Отменить, если стерильность нарушена или сомнительна. Не комбинируйте и не давайте лекарства из флаконов или ампул с одной дозой для последующего использования. Ампулы не должны оставаться открытыми, их следует использовать немедленно, а затем утилизировать соответствующим образом.
При каждой инъекции используйте новое стерильное стерильное оборудование. Одноразовый шприц и игла должны использоваться с каждым пациентом. Всегда проверяйте упаковку на целостность; осмотрите на предмет сухости, разрывов, рваных углов и срока годности. Если одноразовое оборудование недоступно, используйте шприцы и иглы, предназначенные для стерилизации паром.
Источник данных: CDC, 2015; Хутин и др., 2003; Perry et al., 2014; Провинциальный консультативный комитет по инфекционным заболеваниям, 2014 г .; Siegel et al., 2007.

Управление безопасными лекарствами

Ошибки при приеме лекарств существенно влияют на здравоохранение в Канаде (Butt, 2010).При приготовлении и применении лекарств, а также при оценке пациентов после приема лекарств всегда следуйте политике агентства, чтобы обеспечить безопасную практику. Ознакомьтесь с таблицей 7.2, в которой приведены рекомендации по безопасному применению лекарств.

Таблица 7.2 Рекомендации по безопасному введению лекарств
Соображение безопасности:
  • Политика агентства в отношении приема лекарств и записи приема лекарств (MAR) может отличаться. Всегда проходите необходимое обучение по использованию лекарственной системы каждого агентства, чтобы избежать предотвратимых ошибок.
Принцип
Дополнительная информация
Будьте бдительны при приготовлении лекарств. Не отвлекайтесь. В некоторых агентствах есть зона без перерыва (NIZ), где поставщики медицинских услуг могут без перерывов готовить лекарства.
Проверить на аллергию. Всегда спрашивайте пациента об аллергии, типах реакций и степени тяжести.
Всегда используйте два идентификатора пациента.Всегда следуйте политике агентства по идентификации пациентов. Используйте по крайней мере два идентификатора пациента перед введением И сравните с записью приема лекарства (MAR).
Оценка проводится до приема лекарства. Все лекарства требуют оценки (анализа лабораторных показателей, оценки боли, респираторной или сердечной деятельности и т. Д.) Перед введением лекарства, чтобы убедиться, что пациент получает правильное лекарство по правильной причине.
Будьте внимательны при расчетах лекарств. Ошибки в расчетах лекарств способствовали ошибкам дозировки, особенно при корректировке или титровании дозировок.
Избегайте использования памяти; используйте контрольные списки и вспомогательные средства памяти. Ошибки в памяти вызваны недостатком внимания, усталостью и отвлечением. Ошибки часто называют поведением, требующим внимания, и именно они являются причиной большинства ошибок в сфере здравоохранения. Если возможно, следуйте стандартному списку шагов для каждого пациента.
Общайтесь с пациентом до и после введения. Предоставьте пациенту информацию о лекарстве перед его введением. Ответьте на вопросы относительно использования, дозы и особых соображений. Дайте пациенту возможность задать вопросы. При необходимости включите членов семьи.
Избегайте обходных путей. Обходной путь - это процесс, который позволяет обойти процедуру, политику или проблему в системе. Например, медсестры могут «одолжить» лекарство у другого пациента, ожидая заказа в аптеке.Эти обходные пути не соответствуют политике агентства, обеспечивающей безопасный прием лекарств.
Убедитесь, что срок действия лекарства не истек. Лекарство может быть неактивным, если срок его действия истек.
Всегда уточняйте непонятный порядок или процедуру. Всегда обращайтесь за помощью, если вы не уверены или не уверены в заказе. Проконсультируйтесь с фармацевтом, медсестрой или другим поставщиком медицинских услуг и обязательно решите все вопросы, прежде чем приступить к введению лекарства.
Используйте доступные технологии для приема лекарств. Сканирование штрих-кода (eMAR) уменьшило количество ошибок в администрировании на 51%, а компьютеризированные врачебные приказы снизили количество ошибок на 81%. Технологии могут помочь уменьшить количество ошибок. Используйте технологии при приеме лекарств, но помните об ошибках, связанных с технологиями.
Сообщайте обо всех возможных сбоях, ошибках и побочных реакциях. Отчетность позволяет анализировать и выявлять потенциальные ошибки, которые могут привести к улучшениям и обмену информацией для более безопасного ухода за пациентами.
Будьте внимательны к ситуациям, подверженным ошибкам, и к лекарствам повышенной готовности. Лекарства повышенной готовности - это те, которые с наибольшей вероятностью могут причинить значительный вред, даже если используются по назначению. Наиболее распространенными препаратами повышенной готовности являются антикоагулянты, наркотики и опиаты, инсулин и седативные средства. Типы вреда, чаще всего связанные с этими лекарствами, включают гипотензию, угнетение дыхания, делирий, кровотечение, гипогликемию, брадикардию и летаргию.
Если пациент задает вопрос или выражает озабоченность по поводу лекарства, остановитесь и не давайте его. Если пациент сомневается в приеме лекарства, остановитесь и исследуйте проблемы пациента, ознакомьтесь с предписанием врача и, при необходимости, сообщите об этом лечащему врачу пациента.
Источник данных: Агентство медицинских исследований и качества, 2014 г . ; Канадский институт безопасности пациентов, 2012 г .; Дебоно и др., 2013; Институт улучшения здравоохранения, 2015; Национальное агентство безопасности пациентов, 2009 г .; Национальное приоритетное партнерство, 2010 г .; Пракаш и др., 2014

Обеспечение безопасности и комфорта пациента во время инъекции

Инъекции можно делать безопасно и эффективно, и вред можно предотвратить, если использовать правильную технику инъекции.Большинство осложнений, связанных с инъекциями, связаны с внутримышечными инъекциями, но могут возникать при любом способе введения. Осложнения могут возникнуть при использовании неправильного участка или при несоответствующей глубине или скорости инъекции (Малкин, 2008). Чтобы обеспечить безопасность и комфорт пациента во время инъекции, ознакомьтесь с рекомендациями в Таблице 7.3.

Таблица 7.3 Обеспечение безопасности и комфорта пациента во время инъекции

Принцип

Дополнительная информация

Правильная игла

Для инъекций используйте острую иглу со скошенной кромкой и поместите ее скосом вверх. Замените иглу, если жидкость покрывает стержень иглы. Правильная длина иглы позволяет правильно вводить лекарство в нужное место и может уменьшить такие осложнения, как абсцессы, боль и синяки. Выбор иглы должен основываться на размере пациента, поле, месте инъекции и количестве вводимого лекарства. У женщин, как правило, больше жировой ткани вокруг ягодиц и жировой подушечки дельтовидной мышцы, что означает, что более половины введенных инъекций не достигают должной глубины внутримышечного введения у женщин. Было обнаружено, что иглы с большим отверстием уменьшают боль, отек и покраснение после инъекции, поскольку для нажатия на поршень требуется меньшее давление.

Правильный угол установки и извлечения (см. Рисунок 7.1)

Введение иглы под правильным углом (в зависимости от типа инъекции) и плавное и быстрое проникновение в кожу может уменьшить боль во время инъекции. Когда игла вошла в ткань, удерживайте шприц неподвижно, чтобы предотвратить повреждение ткани. Вытащите иглу под тем же углом, что и при введении. Угол для внутримышечного введения составляет 90 градусов. При всех инъекциях игла должна быть вставлена ​​полностью до ступицы.Удерживание шприца как дротика предотвращает введение лекарства во время введения иглы. Было показано, что удаление остатков (лекарства на кончике иглы) уменьшает боль и дискомфорт. Чтобы удалить остатки с иглы, меняйте иглы после приготовления и перед введением.

Положение пациента Положение пациента может повлиять на его восприятие боли. Правильное расположение также будет способствовать правильному ориентированию сайта. Например, для внутримышечных инъекций вентроглютеальный участок имеет наибольшую мышечную толщину, свободен от нервов и кровеносных сосудов с небольшим слоем жира.
Техника релаксации и методы отвлечения Расположите конечности пациента в расслабленном, удобном положении, чтобы уменьшить мышечное напряжение. Например, лежачее положение может помочь пациенту расслабиться перед внутримышечной инъекцией. Если вы делаете внутримышечную инъекцию в дельтовидную мышцу, попросите пациента расслабить руку, положив ее на колени. Если пациенту делают внутримышечную инъекцию в латеральную широкую мышцу бедра или вентроглютеальный участок, посоветуйте пациенту осторожно направить пальцы ног наружу, чтобы расслабить мышцу.Навыки расслабления, которые дает врач, помогут уменьшить боль пациента, вызывающую повышенную тревогу. Если возможно, отвлеките внимание пациента от процедуры инъекции.
Предварительное лечение, при необходимости Чтобы уменьшить боль при введении, на место введения на минуту перед инъекцией можно поместить спрей для паров, местный анестетик или обернутый лед. Для внутримышечных инъекций два исследования показали, что давление на место инъекции за 10 секунд до инъекции уменьшало боль.Эти данные подтверждают теорию ворот о контроле боли.
Метод Z-track для IM-инъекций Некоторые исследования показывают, что метод Z-track приводит к уменьшению боли и осложнений, а также меньшему количеству повреждений, вызванных инъекциями. Однако другие исследования показывают, что инъекции Z-track вызывают усиление боли и кровотечения в месте инъекции. (Подробнее о методе Z-track см. В разделе 7.4 Внутримышечные инъекции.)
Административная ставка Исследования показали, что введение лекарств из расчета 10 секунд на мл является эффективной скоростью для внутримышечных инъекций.Увеличение скорости до 20 секунд на мл не показало уменьшения боли. Всегда проверяйте скорость приема лекарства в соответствии с рекомендациями аптеки или производителя.
Бережное прикосновение к участкам для вставки Осторожно приложите сухую стерильную марлю к месту укола. Меняйте местами инъекции, чтобы предотвратить образование уплотнений и абсцессов.
Аспирация внутримышечными инъекциями Просмотрите последние исследования относительно полезности аспирационных внутримышечных инъекций.Отсутствуют убедительные доказательства, подтверждающие технику аспирации с помощью внутримышечных инъекций.
Источник данных: Ağac & Günes, 2011; Канадское агентство по лекарствам и технологиям в области здравоохранения, 2014 г .; Кокоман и Мюррей, 2008 г .; Гринуэй, 2014; Хантер, 2008 г .; Малкин, 2008; Митчелл и Уитни, 2001; Нисбит, 2006; Огстон-Так, 2014а; Perry et al., 2014; Роджерс и Кинг, 2000; Сиссон, 2015; Рабочий, 1999

Предотвращение травм от укола иглой

Медицинские работники могут подвергаться риску укола иглой в любом медицинском учреждении.Чаще всего травмы от укола иглой возникают в операционной и палатах пациентов. Задачи, которые ставят под угрозу поставщика медицинских услуг, включают замену игл и неправильное обращение с линиями внутривенного введения. В таблице 7.4 приведены рекомендации по предотвращению травм от укола иглой.

Таблица 7.4 Рекомендации по предотвращению травм от укола иглой

Принцип

Дополнительная информация

Избегайте повторного затягивания игл.

Замена игл привела к передаче инфекции. По возможности всегда используйте устройства с функциями безопасности, например, защитный экран.

Утилизируйте иглу сразу после инъекции.

Немедленно выбрасывайте использованные иглы в контейнер для утилизации острых предметов (защищенный от проколов и протечек), чтобы избежать небезопасной утилизации острых предметов.

Уменьшите или устраните все опасности, связанные с иглами. По возможности избегайте использования игл. Используйте иглу только при проведении подкожной, внутримышечной или внутримышечной инъекции. Используйте безыгольную систему и специальные защитные устройства для предотвращения травм от укола иглой.
Запланируйте утилизацию острых предметов перед инъекцией. Спланируйте безопасное обращение с иглами и их утилизацию перед началом процедуры, требующей использования острой иглы. Поднесите контейнер для острых предметов к постели перед инъекцией. Контейнеры для острых предметов должны находиться на уровне глаз и в пределах досягаемости рук.
Соблюдайте все стандартные правила, относящиеся к профилактике / лечению травм. Соблюдайте все политики агентства в отношении инфекционного контроля, гигиены рук, стандартных и дополнительных мер предосторожности, а также контроля контакта с кровью и биологическими жидкостями.
Сообщите обо всех травмах. Немедленно сообщайте обо всех травмах, полученных от укола иглой или острым предметом. Собранные данные о характере травм помогают руководствоваться стратегиями предотвращения укола иглой для новых методов и устройств. Рассмотрите, как управлять травмами от укола иглой, и следуйте политике агентства в отношении воздействия патогенов, передаваемых с кровью.Политики помогают снизить риск заражения болезнями, передающимися через кровь.
Участвуйте в необходимом обучении и обучении. Пройдите тренинг по стратегиям предотвращения травм, связанных с иглами и предохранительными устройствами, в соответствии с политикой агентства. Участвуйте в выборе защитных устройств и оценивайте их, а также сообщайте менеджерам об известных опасностях укола иглой.
Источник данных: Американская ассоциация медсестер, 2002 г .; Центры по контролю за заболеваниями, 2012 г .; Национальный институт безопасности и гигиены труда, 1999; Perry et al., 2014; Пратт и др., 2007; Уилберн, 2004; Wilburn & Eijkemans, 2004

Приготовление лекарств из ампул и флаконов

Специальное оборудование, такое как шприцы и иглы, необходимо для приготовления и введения парентеральных лекарств. Выбор шприца и иглы зависит от типа и места инъекции; количество, качество и тип лекарства; и размер тела пациента. Многие шприцы поставляются с безыгольными системами или иглами с защитными кожухами для предотвращения травм (Perry et al., 2014). При приготовлении и применении этих лекарств первостепенное значение имеет асептическая техника.

Лекарства для парентерального введения поставляются в стерильных флаконах, ампулах и предварительно заполненных шприцах. Ампулы - это стеклянные контейнеры размером от 1 мл до 10 мл, в которых содержится разовая доза лекарства в жидкой форме. Они сделаны из стекла и имеют насечку на шейке, указывающую место разрушения ампулы (см. Рис. 7.2). Лекарство забирается с помощью шприца и фильтрующей иглы. Затупленная игла для заполнения с фильтром (см. Рисунок 7.3) необходимо использовать при извлечении лекарства, чтобы предотвратить попадание частиц стекла в шприц (см. Рисунок 7.4). Никогда не используйте иглу с фильтром для инъекций лекарств (Perry et al., 2014).

Рисунок 7.2 Разрыв ампулы Рисунок 7.3 Тупая игла для заполнения с фильтром Рисунок 7.4 Использование тупой иглы для заполнения с фильтром с ампулой Прочтите эту информацию об ампулах, чтобы узнать, как приготовить лекарство из ампулы.

Видео 7.1

Посмотрите видео «Приготовление лекарства из ампулы » Рене Андерсон и Венди Маккензи, Университет Томпсон-Риверс.

Флакон представляет собой одно- или многодозовый пластиковый контейнер с резиновым уплотнением верхней части, закрытый металлической или пластиковой крышкой (см. Рисунок 7.5). Одноразовый флакон следует выбросить после одного использования; на флаконе с несколькими дозами должна быть указана дата его открытия. Ознакомьтесь с политикой больницы, чтобы узнать, как долго можно использовать открытый флакон. Флакон представляет собой закрытую систему, и для удаления раствора во флакон необходимо ввести воздух (Perry et al., 2014) (см. Рисунок 7.6).

Рисунок 7.5 Приготовление лекарств из флакона Рисунок 7.6 Флакон с вставленной безопасной иглой Прочтите эту информацию о флаконах, чтобы узнать, как приготовить лекарство из флакона и восстановить лекарство.

Видео 7.2

Посмотрите видеоролик « Приготовление лекарств из флакона» Рене Андерсон и Венди Маккензи, Университет Томпсон Риверс.

Шприц (см. Рис. 7.7) - это стерильное одноразовое устройство, имеющее блокировку Люэра (см. Рис. 7.8) или наконечник без люэровского замка, который влияет на название шприца. Шприцы бывают разных размеров от 0.От 5 мл до 60 мл. Шприцы могут поставляться со стерильной иглой или без нее, и на игле будет защитный кожух.

Рисунок 7.7 Шприц с этикеткой Рисунок 7.8 Игла Люэра

Инсулин вводится только с помощью инсулинового шприца (см. Рисунок 7.9). Инсулин заказывается в единицах. Важно использовать правильный шприц и иглу для конкретной инъекции. Всегда проверяйте шкалу измерения на шприце, чтобы определить, что у вас правильный шприц (Lynn, 2011).

Рисунок 7.9 Инсулиновый шприц с защитным экраном Прочтите эту информацию о шприцах, чтобы ознакомиться с различными типами шприцев.

Иглы изготовлены из нержавеющей стали, являются стерильными и одноразовыми, бывают различной длины и размера. Игла состоит из ступицы, вала и скоса. Скос - это кончик иглы, который наклонен для создания надреза на коже. Втулка устанавливается на кончик шприца. Все три части должны всегда оставаться стерильными. Длина иглы будет варьироваться от 1/8 дюйма до 3 дюймов, в зависимости от инъекции. Калибр иглы - это диаметр иглы.Калибры могут варьироваться от очень маленького диаметра (от 25 до 29 калибра) до большого диаметра (от 18 до 22 калибра). Калибр и длина иглы будут указаны на внешней упаковке; выберите правильный калибр и длину для заказанного впрыска (Lynn, 2011) (см. рисунки 7.10, 7.11 и 7.12).

Прочтите эту информацию об иглах, чтобы ознакомиться с иглами и «зачерпнуть колпачок». Рисунок 7.10 Разнообразие игл разного диаметра и длины Рисунок 7.11 Типы игл с защитными колпачками Рисунок 7.12 Игла с защитным колпачком
  1. Какие три стратегии можно применить, чтобы уменьшить отвлекающие факторы при приготовлении лекарств?
  2. Каковы два способа предотвращения травм от укола иглой?

Технология безыгольных инъекций: полное понимание

Int J Pharm Investig.2015 октябрь-декабрь; 5 (4): 192–199.

Анш Дев Рави

Кафедра фармацевтики, Фармацевтический институт Амити, Университет Амити, Нойда, Уттар-Прадеш, Индия

D Садхна

1 Департамент по вопросам регулирования лекарственных средств, Фармацевтический институт Амити, Университет Амити , Нойда, Уттар-Прадеш, Индия

D Nagpaal

Кафедра фармацевтики, Фармацевтический институт Амити, Университет Амити, Нойда, Уттар-Прадеш, Индия

L Чавла

Кафедра фармацевтики Фармацевтического института Амити, Университет Амити, Нойда, Уттар-Прадеш, Индия

Департамент фармацевтики, Фармацевтический институт Амити, Университет Амити, Нойда, Уттар-Прадеш, Индия

1 Департамент по вопросам регулирования лекарственных средств, Фармацевтический институт Амити, Амити University, Noida, Uttar Pradesh, India

Адрес для переписки: Mr.Анш Дев Рави, Департамент фармацевтики, Фармацевтический институт Амити, Университет Амити, сектор 125, Нойда - 201 313, Уттар-Прадеш, Индия. Электронная почта: [email protected] Авторские права: © Международный журнал фармацевтических исследований, 2015 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0, которая позволяет другим делать ремиксы, настраивать, и основываться на работе некоммерчески, при условии, что автор указан и новые произведения лицензируются на идентичных условиях.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Технология безыгольных инъекций (NFIT) - это чрезвычайно широкая концепция, включающая широкий спектр систем доставки лекарств, которые проводят лекарства через кожу, используя любую из сил, таких как Лоренца, ударные волны, давление газа или электрофорез, который продвигает препарат через кожу, практически сводя на нет использование иглы для подкожных инъекций. Эта технология не только рекламируется как полезная для фармацевтической промышленности, но и развивающиеся страны считают ее очень полезной в программах массовой иммунизации, позволяя избежать травм от укола иглой и избежать других осложнений, в том числе возникающих из-за многократного использования одной иглы.Устройства NFIT можно классифицировать в зависимости от их работы, типа нагрузки, механизма доставки лекарств и места доставки. Чтобы ввести стабильную, безопасную и эффективную дозу с помощью NFIT, необходимо учитывать стерильность, срок годности и вязкость лекарственного средства. Более совершенные в техническом отношении безыгольные инъекционные системы способны вводить высоковязкие лекарственные препараты, которые нельзя вводить с помощью традиционных систем игл и шприцев, что еще больше увеличивает полезность этой технологии.Устройства NFIT могут изготавливаться разными способами; однако широко используется методика его производства методом литья под давлением. На рынке существует множество вариантов этой технологии, таких как Bioject ® ZetaJet TM, Vitajet 3, Tev-Tropin ® и так далее. В разработку этой технологии были вложены большие средства, и несколько устройств уже доступны на рынке после получения разрешения FDA, а также на большом рынке по всему миру.

Ключевые слова: Иммунизация, шприцевые системы, уколы иглой, движение, стерильность

ВВЕДЕНИЕ

Технология безыгольных инъекций (NFIT) включает в себя широкий спектр систем доставки лекарств, которые проводят лекарства через кожу, используя любую из сил, как Лоренца, ударные волны, давление газа или электрофорез, который продвигает лекарство через кожу, фактически сводя на нет использование иглы для подкожных инъекций.[1] Устройства как таковые доступны в формах многоразового использования. В отличие от традиционных шприцев, NFIT не только избавляет пользователя от ненужной боли, но также позволяет вводить лекарства в виде твердых поддонов. Будущее этой технологии многообещает, обеспечивая практически безболезненную и высокоэффективную доставку лекарств. Основным недостатком, связанным с этой технологией, является «влажность» кожи после введения, которая может, если с ней не позаботиться, скапливаться пыль и другие нежелательные загрязнения [2]. Эта технология поддерживается такими организациями, как Всемирная организация здравоохранения, Центры по контролю и профилактике заболеваний и различными группами, включая Фонд Билла и Мелинды Гейтс.Эта технология не только рекламируется как полезная для фармацевтической промышленности, но и развивающиеся страны считают ее очень полезной в программах массовой иммунизации, позволяя избежать травм от укола иглой и избежать других осложнений, в том числе возникающих из-за многократного использования одной иглы. ] Наблюдается лучшее соблюдение пациентом режима лечения.

НАЗНАЧЕНИЕ

В этой обзорной статье представлены лекарственные средства, подходящие для составления лекарственных форм NFIT, производства и контроля качества лекарственных форм NFIT.Он также обсуждает способ действия, текущий сценарий и ограничения, связанные с NFIT.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Шприцы и иглы для подкожных инъекций используются для введения препарата в организм более 150 лет. Это было в 1844 году; Были изобретены полые иглы, и вскоре была сделана первая инъекция. Однако можно было давать только те лекарства, которые обладают определенной комбинацией физико-химических свойств. [4] Примитивные шприцы представляли собой цельную металлическую систему, прикрепленную к резиновому поршню, используемому для введения лекарства.Эти шприцы использовались повторно, и их было трудно стерилизовать. Эволюция современных шприцевых систем привела к использованию нержавеющей стали медицинского класса в качестве игл для подкожных инъекций, в то время как корпус сделан из пластика, что привело к разработке шприцев как одноразовой системы, состоящей из двух частей [5]. Однако технический прогресс и возможности биоинженерии привели к появлению различных «новых» активных усовершенствований, разработанных таким образом, чтобы обойти барьерную функцию рогового слоя.

Поскольку изобретение лекарств было способно лечить недуги, появились новые и лучшие методы их лечения.[6] Использование шприцев в качестве средства доставки лекарств было очень распространенным и широко распространенным, несмотря на то, что им были присущи следующие недостатки, как показано на.

Ограничения игл для подкожных инъекций

NFIT - это новые способы прямой передачи лекарства через кожу, без нарушения целостности кожи и даже без ее прокалывания. Эти устройства также могут использоваться для введения лекарств в мышцы. [7] NFIT показал многообещающие результаты в программах массовой иммунизации и вакцинации.Эти системы практически безболезненны, поскольку в них не используются обычные иглы.

Принцип

NFIT использует энергию, достаточно сильную, чтобы продвигать заранее отмеренную дозу определенного лекарственного препарата, загруженную в специальные уникальные «кассеты», которые можно оснастить системой. [8] Эти силы могут быть созданы любым из способов, начиная с жидкостей под высоким давлением, включая газы, электромагнитные силы, ударные волны или любую форму энергии, способную придать движение лекарственному средству.[9]

КЛАССИФИКАЦИЯ ИГЛОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВПРЫСКА

  1. На основании рабочих.

  2. В зависимости от типа нагрузки.

    • Жидкость.

    • Порошок.

    • Снаряд.

  3. На основании механизма доставки лекарственных средств.

  4. По месту доставки.

    • Внутрикожные инъекторы.

    • Внутримышечные инъекторы.

    • Инъекторы для подкожных инъекций.

РЕЖИМ ДЕЙСТВИЯ ТЕХНОЛОГИИ БЕЗИГЛОВОГО ВПРЫСКА

На основе работы

Пружинная система

Пружины используются для накопления энергии и доказали свою эффективность в питании устройств NFIT. Для NFIT хранение энергии и ее дальнейшая передача через пружину являются одними из самых простых и простых. Однако конструкция пружины должна соответствовать стандартным протоколам, а условия хранения должны быть простыми, в противном случае пружина со временем подвергнется «затяжке», что ухудшит характеристики устройства.

Основная проблема, связанная с конструкцией пружины, заключается в том, что сила, создаваемая пружиной, будет уменьшаться пропорционально расстоянию, на которое приложена нагрузка, в соответствии с законом Крюка. [10] Проще говоря, в NFIT с пружинной поддержкой давление должно постепенно снижаться на протяжении всего впрыска.

Питание от лазера

Новое измерение NFIT, разработанное профессором Джеком Йохом и его командой (факультет механической и аэрокосмической инженерии, Национальный университет Сеол, Южная Корея), использует систему на основе лазера, которая взрывает микроскопические струи лекарства в кожу.

В этой технологии используется лазер на иттриевом гранате, легированном эрбием (тот, который используется при лазерной шлифовке кожи), чтобы направить очень тонкий и точный поток лекарства или лекарства с нужной силой.

Лазер интегрирован с адаптером, который удерживает вводимое лекарство. Устройство также содержит камеру для воды, которая используется для подачи лекарства; однако устройство устроено так, что лекарство отделяется от движущей жидкости (воды) с помощью мембраны.

Рабочий

Излучается лазерный импульс с длиной волны около 2940 нм, срок службы которого составляет около 250 миллионных долей секунды. Он атакует движущуюся жидкость, образуя пар внутри жидкости. [11] Образовавшийся пузырек ударяется о мембрану, оказывая на нее давление, вызывая растяжение, в результате чего лекарство с силой выбрасывается из мельчайшего сопла диаметром около 150 миллионных метра с очень сильным воздействием на кожу, достаточным для плавного проникают в кожу, не повреждая ткани, и не происходит обратного выброса лекарственного средства.

Исследовательская группа в сотрудничестве с крупной компанией все еще работает над технологией для разработки лучших и более совершенных вариантов этой технологии.

Энергетическая система

Коммерческие струйные инжекторы с пружинным приводом практически не позволяют контролировать давление, прикладываемое к лекарству во время инъекции; также эти устройства часто бывают громкими и иногда болезненными. Сила, необходимая для продвижения лекарственного средства для достижения проникающего эффекта, также может создаваться энергией в различных формах.

Сила Лоренца

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали устройство NFIT, которое с помощью силы Лоренца толкает поршень вперед, выбрасывая лекарство с очень высоким давлением и скоростью (почти равной скорости звука в воздухе). Основным компонентом устройства является силовой привод Лоренца, который облегчает весь процесс. [12]

Рабочий

Конструкция устройства основана на силовом приводе Лоренца, который состоит из небольшого и мощного магнита, окруженного проволочной катушкой, которая остается прикрепленной к поршню, находящемуся внутри ампулы с лекарством.При подаче тока он взаимодействует с магнитным полем, создавая силу, которая толкает прикрепленный поршень вперед, в то время как струя состава из устройства вытесняется тонкой, как хоботок комара.

Величину подаваемого тока можно очень хорошо регулировать, что позволяет регулировать скорость катушки. В конечном итоге это позволит контролировать скорость, с которой выбрасывается лекарство. Исследовательская группа даже продемонстрировала, что устройство действует в фазе высокого давления, когда лекарство проникает глубже в кожу с желаемой силой, и в фазе низкого давления, когда лекарство доставляется более низким потоком, чтобы поглощаться окружающими тканями. .Эта возможность устройства сделала его универсальной системой NFIT, подходящей для нанесения на роговицу лекарств, а также пригодной для использования в педиатрии.

Газовый / пневматический

Газ, как источник энергии, будет менее подходящим для устройств многоразового использования, если не будут внесены особые изменения в конструкцию и конструкцию или модификации компонентов таким образом, чтобы давление не терялось, а пружина сбрасывалась при каждом впрыске Тем не менее, NFIT, работающие на газе, имеют большую область применения, поскольку сжатый газ имеет более высокую плотность энергии, чем металлическая пружина.Устройства, работающие на газе, как правило, предназначены либо для одноразового использования, либо требуют периодической замены газового картриджа. В некоторых устройствах используется газ в качестве простой пружины, где накопленный газ ускоряет поршень, они портативны и компактны, однако разработка пневматической пружины, которая удерживает определенную долю газа для работы по истечении срока годности, является серьезной проблемой. [ 10]

Для решения таких проблем был разработан альтернативный метод, в котором используется диоксид углерода, сжиженный при температуре и давлении хранения.Этот подход оказался полезным, поскольку минимальная потеря газа из баллона практически не приводит к снижению давления или снижает его до нуля. Однако давление в таких контейнерах очень чувствительно к температуре с удвоением давления между 0 ° и 40 °. Это может повлиять на производительность устройства, если требуется более широкий диапазон рабочих температур. Решить эту проблему можно с помощью регулятора давления.

Дальнейшие исследования привели к развитию многоразовых, сложных и сравнительно более портативных газовых нейтрализаторов, работающих на газе, которые используются в подобных системах (разработанные Team Consulting Ltd., Кембридж, Великобритания) для питания устройства используется простой двигатель внутреннего сгорания бутана. Полная эффективность этой системы еще не установлена, и данные опубликованы. [13]

Основные отрасли промышленности (Cross-Ject и BioValve), работающие над разработкой систем NFIT, использовали метод химического генерирования газа, при котором газ производится с воспроизводимой и предсказуемой скоростью для питания устройства. Реакция инициируется механически или электрически, когда химикат «сжигает» генерирующий газ.

Основные недостатки, связанные с этой технологией, включают:

  1. Сложные протоколы проверки.

  2. Неприятный запах из-за сгорания реагентов.

  3. Производство реактивов в больших объемах.

Ударные волны

Ударные волны возникают при любом внезапном высвобождении энергии. Эти возмущения несут энергию и могут распространяться через среду. Исследователи из «Индийского института науки» (IISc) в Бангалоре разработали ненужную неинвазивную систему доставки лекарств, использующую эту энергию на сверхзвуковых уровнях.

Прототип этого устройства состоит из следующих основных частей:

  1. Система зажигания для воспламенения «заряда».

  2. Полимерная трубка, содержащая взрывчатый материал с соответствующим покрытием.

  3. Камера хранения лекарства для загрузки лекарства.

  4. Система также содержит держатель полости и металлическую фольгу.

Микровзрыв возникает из-за крошечного «управляемого» взрыва, который распространяется со сверхзвуковой скоростью, обеспечивая высокое давление и температуру.Давление, создаваемое этой техникой «взрыва», является достаточно сильным и мощным, чтобы выбросить лекарство (вакцину, как в случае системы, разработанной IISc), заполненную миниатюрной моделью устройства. Препарат вдавливается в кожу, при этом целостность кожи остается нетронутой.

Если технология, разработанная IISc, окажется успешной, институт предложит более дешевые, неинвазивные технологии, которые не только предотвратят травмы от уколов иглой раскаленного металла, но и уменьшат инфекцию в медицинских центрах.[14]

НА ОСНОВЕ ТИПА НАГРУЗКИ

Liquid

Liquid NFIT - это первый вариант систем NFIT, и все еще основные игроки фармацевтической промышленности работают над ним. [15] Весь механизм достижения успешной инъекции с помощью безыгольной системы зависит от способности струи жидкости, достаточно сильной, чтобы проникать через кожу и нижележащий жировой слой, не повреждая кожу или целостность молекулы лекарства. Механика жидких NFIT настолько сложна, что были проведены недавние исследования, чтобы понять всю процедуру.[16]

Доставка жидкости из NFIT требует тщательного применения механики жидкости. Выполняются следующие шаги: [17]

  • «Регистрация»: отверстие устройства размещается точно над порами кожи.

  • Точное давление: жидкость необходимо нагнетать под оптимальным давлением, достаточно сильным, чтобы отверстия в коже оставались открытыми, и достаточно плотным, чтобы избежать повторного закрытия отверстий.

  • Просверливание канала: начальный импульс жидкости просверливает канал в жировом слое, достаточно глубокий, чтобы доза попадала из отверстия в кожу.

  • Более быстрое падение давления: давление падает быстро и достаточно, чтобы жидкость не могла проникнуть в мышцы, лежащие под кожей.

Порошок

Инъекция порошка без иглы зависит от способности формировать частицы достаточной плотности и ускорения их до скорости, достаточной для проникновения через кожу, и в количестве, достаточном для достижения уровней терапевтических доз. [18] Это было достигнуто успешно благодаря использованию гелия в качестве источника энергии, чему способствовали модификации способов приготовления лекарственного средства, такие как: [19]

  • Превращение чистого лекарственного средства или вместе с наполнителями в твердые частицы размером 10-50 нм в диаметр, с плотностью примерно такой же, как у кристаллического лекарственного средства.

  • Нанесение лекарственного средства на золотые сферы, которые могут действовать как вектор диаметром несколько микрометров, этот метод в основном применим для ДНК-вакцин.

Рабочий

Лекарство хранится в «кассете», сконструированной таким образом, чтобы лекарство находилось в центре, в то время как кассета закрыта полимерной крышкой, при активации порыв газообразного гелия разрывает крышку, заставляя лекарство вперед благодаря специально разработанным соплам сходящегося и расходящегося типа, частицы лекарства достигают скорости, близкой к скорости звука, таким образом проникая в кожу.

Доставка лекарств через эту систему ограничена только кандидатами с эффективной дозой около 1 мг макс. Поскольку при доставке порошкового лекарственного средства через системы NFIT трудно предсказать долю дозы, при которой трудно определить долю дозы, которая должна быть доставлена ​​в эпидермис, также максимальная полезная нагрузка для целевой области кожи диаметром 20 мм составляет примерно 2-3 мг.

Эта технология хорошо подходит для ДНК-вакцин и доставки местного анестетика к коже и слизистой оболочке полости рта.[20]

Снаряд / депо

Высоко продвинутый по сравнению с предыдущими разработками в этом варианте NFIT, лекарство перерабатывается в длинное тонкое депо, обладающее достаточной механической прочностью, достаточной для передачи движущей силы на заостренный наконечник, который может быть образованным либо из инертного материала, либо из самого медикамента.

Обычно депо имеет форму цилиндра диаметром около 1 мм и длиной несколько миллиметров. Этот размер может быть достаточно малым, чтобы ограничить полезную нагрузку, но количество полезной нагрузки достаточно для многих новых терапевтических белков, антител и других более мелких молекул.Депо достаточно прочное, чтобы проколоть кожу при ударе острым наконечником пуансона при приложении давления порядка 3-8 мегапаскалей (МПа). Для подготовки депо около 1 мм требуется всего несколько Ньютонов силы. Устройство доставки, следовательно, будет использовать передачу энергии от подходящей «пружины» на депо. [21]

НА ОСНОВЕ МЕХАНИЗМА ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА

Нано-пластырь

Работа нанопластыря или микропроекции зависит от использования аппликатора для доставки лекарственного средства через кожу.Проекции нанопатч невидимы невооруженным глазом, поэтому не ожидается, что они вызовут страх у людей. Доставка лекарств с помощью нанопластырей оказалась очень эффективной по сравнению с вакцинами. Нанопластыри позволяют вакцине достигать ключевых иммунных клеток, расположенных под поверхностью кожи, при этом весь процесс проходит безболезненно.

Вспомогательная подача наждачной бумагой

В основном, средство типа «наждачная бумага» зернистостью 220 втирается в кожу, чтобы вызвать истирание микродермы - явление, при котором поверхностный слой кожи удаляется, тем самым облегчая весь процесс. процесс доставки лекарств.[22] Микродермабразия широко применяется в косметических целях. Доставка лекарств с помощью наждачной бумаги оказалась успешной в увеличении проницаемости кожи, так как несколько вакцин и другие методы микродермабразии использовались для облегчения перемещения лекарств, таких как лидокаин, 5-флуроурацил. [23] До сих пор вакцинация от диареи путешественников и гриппа была разработана с использованием этого метода (клинические испытания продолжаются) [24].

Ионофорез включен

Липофильная природа кожи препятствует проникновению нескольких солей и других молекул в кожу.При ионофорезе небольшой электрический ток около 0,5 мА / см 2 используется для проталкивания нескольких молекул лекарства через кожу. [25] Работа этого метода включает использование двух электродов в качестве пластырей, где один действует как резервуар с лекарством, который может быть положительно или отрицательно заряжен в зависимости от природы лекарства, а другой пластырь помещается где-то еще на теле, чтобы завершить схема.

Для успешной доставки лекарства с помощью ионофореза, как величина заряда (положительный и отрицательный), так и тип лекарства должны быть совместимы с процессом.Также необходимо учитывать вспомогательные вещества в препарате и состояние кожи. [26] Ионтофорез показал отличные результаты как средство доставки лекарств для пептидов, терапевтических белков или вакцин и олигонуклеотидов. [27]

Ионтофорез также был модифицирован для удаления молекул из кровообращения. GlucoWatch, ненужная процедура, включает метод обратного ионофореза для контроля уровня глюкозы в крови. [28]

Микроиглы

Пластыри с микроиглами, как следует из названия, используют тысячи крошечных игл длиной около 750 мкм.Эти пятна прижимаются к коже человека, в то время как шипы проникают в самый внешний слой кожи, чтобы доставить лекарство, в то время как пирсинг недостаточно глубок, чтобы поразить кровеносные сосуды или даже болевые рецепторы, чтобы вызвать боль. Были разработаны различные типы микроигл, от сложных металлических до пластиковых. В то время как некоторые из них просто «покрыты» лекарством, другие являются полыми с жидкой вакциной или составом, заполненным внутри. [29]

В некоторых случаях иглы сделаны из самого состава, во многих случаях используются растворимые пластыри, состоящие из молекул целлюлозы и / или сахара.

Исследователи обнаружили, что доставка лекарств (в основном вакцин) была более эффективной при введении через пластырь с микроиглами, чем традиционная внутримышечная инъекция, поскольку большее количество дендритных клеток (которые более восприимчивы к вакцинам) находятся в коже. .

Даже микрограммы лекарств могут быть доставлены с помощью системы доставки лекарств на основе микроигл. Это делает его наиболее подходящим выбором для высокоактивных и малых молекул или пептидов.

Пластыри с микроиглами не только доказали свою высокую эффективность, но и продемонстрировали лучшую приверженность пациенту.Однако с использованием пластырей с микроиглами связаны определенные ограничения. [30]

  • Большие дозы требуют большего размера пластыря.

  • Состав должен иметь возможность «покрывать» или «прилипать» к шипам на поверхности иглы.

  • В случаях, если сама игла сделана из лекарственного средства, состав должен обладать необходимыми физико-химическими свойствами, чтобы иметь острый кончик для адекватного проникновения через кожу.

  • Глубина проникновения микроиглы может отличаться от человека к человеку в зависимости от толщины, прочности кожи и воспроизводимости нанесения.

  • Движение тела или части тела, на которую накладывается пластырь, может привести к смещению иглы.

НА ОСНОВЕ МЕСТА ПОСТАВКИ

Внутрикожный инъектор

Эти системы использовались для доставки сравнительно новых вакцин на основе ДНК во внутрикожный слой [31]. Система доставляет лекарство на очень небольшую глубину, то есть между слоями кожи.

Внутримышечный инъектор

Одна из наиболее развитых систем NFIT, используемых для внутримышечного введения лекарств.Доставка лекарств по этой системе - самая глубокая из всех. Доставка лекарств с помощью устройств NFIT была наиболее успешной для вакцинации. [32]

Подкожный инъектор

Эта система вводила определенные терапевтические белки, включая гормоны роста человека. Лекарство доставляется в жировой слой чуть ниже кожи. [32]

ТЕХНОЛОГИЯ ИНЪЕКЦИЙ БЕЗ ИГЛ: ТРЕБОВАНИЯ К ЛЕКАРСТВАМ

Срок годности

Устройства без предварительной заливки должны иметь более длительный срок хранения, который может быть достигнут с помощью стабильного источника питания.Механизм устройства должен быть таким, чтобы он мог срабатывать даже после 2-3 лет хранения в различных условиях хранения.

Говоря о предварительно заполненной системе NFIT, необходимо учитывать следующие моменты в течение всего предполагаемого срока годности: [33]

  1. Продукт должен оставаться стерильным на всем протяжении.

  2. Эндотоксины и посторонние частицы не должны превышать установленный предел.

  3. Профиль вымывания в рецептуру из контактного компонента устройства не должен быть чрезмерным, скорее приемлемым.

  4. Ни в коем случае не должны нарушаться чистота состава и концентрации в течение предполагаемого срока годности.

  5. Все устройство должно быть изготовлено из материала, который остается стабильным, обладает хорошей механической прочностью, экономичен и инертен по своей природе.

Вязкость

Формируются новые фармацевтические препараты, потому что молекула часто больше и должна быть достаточно концентрированной, чтобы находиться в диапазоне объемов, которые можно удобно вводить.

Когда мы видим случай традиционной системы иглы и шприца, игла для подкожных инъекций действует как трубка, уменьшающая давление по длине трубки (здесь, игла), что затрудняет доставку различных препаратов, или, проще говоря, пользователь должен оказывать большее давление на поршень при нагнетании вязкой жидкости, чем при нагнетании невязкой жидкости. По мере увеличения вязкости возрастает и дополнительная требуемая сила. [34]

Устройства без иглы не должны страдать от таких явлений и доказали свою эффективность в доставке широкого спектра составов различной вязкости, поскольку в устройствах не используются полые иглы.

ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНОЛОГИИ БЕЗИГЛОВОГО ВПРЫСКА

Есть несколько способов изготовления устройств NFIT; тем не менее, следующее обсуждение дает представление о производстве системы с принудительной подачей воздуха, как показано на.

Технологический процесс изготовления безыгольных инъекций

Сырье

Поскольку устройство находится в прямом контакте с кожей, оно должно быть изготовлено из материалов, которые являются фармакологически инертными по своей природе. Поликарбонаты, включая термопласты, которые производятся синтетически, легче формуются и имеют легкий вес, являются наиболее подходящим сырьем для изготовления внешнего отсека или корпуса устройства.При необходимости и в большинстве случаев добавляются красители. Системы, работающие на газе, используют гелий или CO 2 в качестве источника движения, даже в более новых конструкциях для таких операций используется бутан. Корпус устройства должен быть изготовлен из подобного материала, чтобы он не вступал в реакцию с газом или другими вспомогательными веществами, включая красители. [35]

Сырье используется поэтапно для получения конечного продукта. Детали производятся на месте, и производство собирает их, в то время как весь процесс сборки проходит самостоятельно в стерильных условиях.

Изготовление деталей

Чрезвычайно универсальный процесс, используемый в индустрии производства пластмасс, используется для изготовления устройств, называемый процессом литья под давлением. В этом процессе подходящее сырье в виде гранул загружается в бункер вручную или механически.

Бункер направляет гранулы в цилиндрический корпус машины с помощью вращающегося шнека. [36] Вращающийся шнек толкает гранулы к своему соплу, в то время как размер шнека уменьшается, вызывая плавление гранул из-за сил трения, возникающих из-за скольжения гранул друг над другом, трубка может быть нагрета снаружи, чтобы увеличить температура, которая может способствовать плавлению гранул и увеличению текучести.

Расплав вводится в форму через сопло с помощью шнека. Когда пластик попадает в форму, его выдерживают некоторое время под повышенным давлением, дают ему остыть и затвердеть.

Детали формы открываются или разделяются, чтобы вытолкнуть сформированный «дизайн». Сформированная конструкция или изготовленное устройство проверяется вручную, чтобы убедиться в отсутствии дефектов или структурных деформаций и повторения процесса.

Сборка и маркировка

Сформированный дизайн затем транспортируется на сборочную линию, где сложные и высокоточные станки наносят маркировку на дизайн или на детали.Их маркировка может быть для уровней доз и т. Д., На этом этапе рабочие используются для вставки различных отдельных отсеков, чтобы сформировать законченное устройство. Любые насадки, если они нужны, например, пуговицы и т. Д., Фиксируются на этом этапе.

Упаковка

После того, как устройство полностью собрано и закреплены насадки, следующий этап - упаковка. Устройство сначала заворачивают в стерильную пленку, а затем кладут в картонные или пластиковые коробки. В эти коробки кладут все необходимые инструкции или насекомых.Затем ящики складываются на поддоны и отправляются.

Контроль качества

Весь процесс тщательно контролируется линейными инспекторами на предмет выявления любых визуальных дефектов или структурных деформаций на протяжении всего производственного процесса. Оборудование также проверяется на точность и прецессию, а также на размеры и толщину устройства. Инспекторы также проходят маркировку и калибровку. [37]

Эти устройства могут иметь различные проблемы с безопасностью, поэтому они производятся под строгим контролем Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).FDA регулярно проводит инспекции производственных единиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитие системы доставки лекарств, направленной на проникновение через кожу, зависело от простых инженерных концепций. Один из основных недостатков таких устройств - это связанная с ними боль. Использование иглы для подкожных инъекций в традиционных двухкомпонентных шприцах усугубляет проблемы. Фобия иглы и случайные травмы от укола иглой не только ухудшают соблюдение пациентом режима лечения, но и возникают даже ненужные проблемы.

Безыгольная технология позволяет доставлять в организм широкий спектр лекарственных препаратов с такой же биоэквивалентностью, какой можно было бы достичь при введении лекарств с помощью системы шприцев, состоящих из двух частей, без причинения пациенту ненужной боли. Эти устройства очень просты в использовании, не требуют специального наблюдения или обращения, их легко хранить и утилизировать.

Эти устройства подходят для доставки лекарств в некоторые из наиболее чувствительных частей тела, например, в роговицу.Они эффективны для внутримышечных, подкожных и внутрикожных инъекций. Эти системы требуют источника энергии, который может быть получен либо физически, либо путем приложения некоторой силы. Лекарство нагнетается и выбрасывается через сверхтонкое сопло со скоростью, близкой к скорости звука.

В разработку этой технологии было вложено много средств, и несколько устройств уже доступны на рынке после получения разрешения FDA [].

Таблица 1

Устройства для безыгольной инъекции, доступные на рынке

Финансовая поддержка и спонсорство

Нет.

Конфликт интересов

Конфликта интересов нет.

ССЫЛКИ

1. Patwekar SL, Gattani SG, Pande MM. Система безыгольного впрыска: обзор. Int J Pharm Pharm Sci. 2013; 5: 14–9. [Google Scholar] 3. Вишну П., Сандхья М., Шриш Киран Р., Вани Ч.В., Навин Бабу К. Технология безыгольного введения: обзор. Int J Pharm. 2012; 2: 148–55. [Google Scholar] 4. Чаван Б., Доши А., Малод Й, Мисал Б. Обзор систем безыгольной доставки лекарств. Int J Pharm Res Rev.2013; 2: 30–36. [Google Scholar] 5. Кумар РБ. Системы безыгольного впрыска. Pharma Innov. 2012; 1: 57–72. [Google Scholar] 6. Кумар Р.М., Редди С.М., Кумар С.К., Голи А., Кумар С.П. Обзор систем безыгольной доставки лекарств. Int J Rev Life Sci. 2011; 1: 76–82. [Google Scholar] 7. Гарг Т. Эволюционные подходы в развитии технологий безыгольных инъекций. Int J Pharm Pharm Sci. 2012; 4 (Дополнение 1) [Google Scholar] 8. Kohle S, Sontake S. Обзор системы безыгольной доставки лекарств. Int J Pharm Pharm Sci.2013; 5: 15–20. [Google Scholar] 9. Рен Т, Ван X, Ян PH. Система вакцинации без вакцины и иглы. J Microb Biochem Technol. 2014; 6: 359–60. [Google Scholar] 10. Кинг Т. Энциклопедия фармацевтических технологий. 3-е изд. Vol. I. Джеймс Сварбрик, информационное агентство здравоохранения; 2007. Доставка лекарств: Безыгольные системы; п. 1212. [Google Scholar] 13. Кинг Т. Проблемы коммерциализации безыгольного устройства. Конференция Форума менеджмента - Системы впрыска без иглы и автоинжекторы; 26 февраля 2002 г .; Лондон, Англия.[Google Scholar] 14. Джагадиш Г., Пракаш Г.Д., Ракеш С.Г. и др. Безыгольная доставка вакцины с использованием микрошоковых волн. Клиническая и вакцинная иммунология: CVI. 2011; 18: 539–45. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 15. Шергольд О.А. Механика безыгольного введения к.э.н. Диссертация, Кембриджский университет. Кембридж, Англия: 2004. [Google Scholar] 16. Бейкер А.Б., Сандерс Дж. Э. Анализ механики жидкости подпружиненного струйного инжектора. IEEE Trans Biomed Eng. 1999; 46: 235–42. [PubMed] [Google Scholar] 17.Шрамм Дж., Митраготри С. Трансдермальная доставка лекарств с помощью струйных инжекторов: Энергетика образования и проникновения струи. Pharm Res. 2002; 19: 1673–9. [PubMed] [Google Scholar] 18. Burkoth TL, Bellhouse BJ, Hewson G, Longridge DJ, Muddle AG, Sarphie DF. Трансдермальная и трансмукозная доставка порошкообразных лекарств. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst. 1999; 16: 331–84. [PubMed] [Google Scholar] 19. Дегано П., Сарфи Д.Ф., Бангхам ЧР. Внутрикожная ДНК-иммунизация мышей против вируса гриппа А с использованием новой системы PowderJect.Вакцина. 1998. 16: 394–8. [PubMed] [Google Scholar] 20. Дакворт GM, Millward HR, Potter CD, Hewson G, Burkoth TL, Bellhouse BJ. Oral PowderJect: новая система для введения местного анестетика на слизистую оболочку полости рта. Бр Дент Дж. 1998; 185: 536–9. [PubMed] [Google Scholar] 21. Поттер С. Каретек Медицинское устройство. Конференция Форума менеджмента по безыгольным инъекционным системам и автоинжекторам. Форум менеджмента; 23 февраля 2004 г .; Лондон, Англия. [Google Scholar] 22. Херндон Т.О., Гонсалес С., Гоуришанкар Т.Р., Андерсон Р.Р., Уивер Дж.С.Трансдермальные микропроводки с помощью микросциляции для доставки лекарств и сбора образцов. BMC Med. 2004; 2: 12. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Гленн Г.М., Флаер Д.К., Эллингсворт Л.Р., Фреч С.А., Фрерихс Д.М., Зейд Р.К. и др. Чрескожная иммунизация термолабильным энтеротоксином: разработка безыгольного вакцины. Экспертные ревакцины. 2007; 6: 809–19. [PubMed] [Google Scholar] 25. Даддона П. Трансдермальная технология: разработка трансдермальной технологии Macroflux для доставки терапевтических пептидов и белков.Препарат Делив Технол. 2002; 2: 54–7. [Google Scholar] 26. Молитесь WS, молитесь JJ. Глюкометры: динамичный рынок. US Pharm. 2002; 27: 18–23. [Google Scholar] 27. Cygnus, Inc. Sankyo Pharma и Cygnus объявляют об одобрении FDA для педиатрического использования GlucoWatch G2 Biographer. [Последнее обновление 3 марта 2003 г .; Последнее цитирование 24 декабря 2014 г.]. Доступно по адресу: http://www.cygn.com/press/082802.html .29. Сара CP. Под кожей внутрикожных вакцин, Труды Национальной академии наук; Опубликовано 18 июня 2013 г .; стр.10049–51. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Технология безыгольных инъекций Bioject, Bioject Medical Technologies Inc., лидер в разработке методов безыгольной инъекции. [Последнее обновление 20 октября 2014 г .; Последнее цитирование 18 декабря 2014 г.]. Доступно по адресу: http://www.bioject.com/technology .33. Король Т. «Интраджект». Конференция Форума менеджмента по «Безыгольным инъекционным системам и автоинжекторам». Форум менеджмента; 23 февраля 2004 г .; Лондон, Англия. [Google Scholar] 34. Кинг Т. Энциклопедия вязкости фармацевтических технологий.3-е изд. Vol. I. Джеймс Сварбрик, информационное агентство здравоохранения; 2007. Доставка лекарств: Безыгольные системы; п. 1214. [Google Scholar] 35. Гарг Т. Эволюционные подходы в развитии технологий безыгольных инъекций. Int J Pharm Pharm Sci. 2012; 4 (Дополнение 1): 590–6. [Google Scholar] 36. Санги Д.К., Тивле Р. Обновление: об инъекциях без иглы. Int J Pharm Chem Biol Sci. 2014; 4: 129–38. [Google Scholar]

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Magdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя с точным контролем времени впрыска, распыления топлива и других параметров. К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На характеристики дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, явились прямым следствием превосходной конструкции системы впрыска топлива. Хотя основная цель системы - подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкции компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение продолжительного времени, что соответствует целевым показателям долговечности двигателя. Для эффективной работы системы также требуются более высокая точность производства и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, дизельные системы впрыска характеризуются более сложными требованиями к управлению.Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива - подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

  1. Топливо должно впрыскиваться в надлежащее время, то есть необходимо контролировать время впрыска и
  2. Необходимо подавать правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, в том числе:

  • Распыление топлива - обеспечение распыления топлива на очень мелкие частицы топлива является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капли гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. Хотя современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки - один из таких критических периодов.
  • Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение того, чтобы испарившееся топливо содержало достаточное количество кислорода во время процесса сгорания, не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя.Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндр, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
  • Использование воздуха - Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто путем сочетания проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы уносить как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон, богатых топливом, с дефицитом кислорода.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как P-тип, M-тип или S-тип сопла, относятся к стандартным размерам параметров сопла в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и соплу в сборе.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска - это время, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто указывается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер посылается на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, - это обозначенная SOI. Из-за механической реакции форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании инжектора .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи - это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может быть обозначена как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) - это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива - это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм 3 / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска - это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI, связанная с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и Скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания сопла иглы, соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рисунке 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает большую часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительный впрыск , обеспечивают небольшое количество топлива перед событием основного впрыска.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит за относительно долгое время до основного впрыска, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Впрыскивание после основных впрысков, пост-впрыск, , может происходить сразу после основного впрыска ( закрытый пост-впрыск ) или относительно долгое время после основного впрыска ( поздний пост-впрыск ).Постинъекция иногда называется постинъекция . Хотя терминология значительно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция - повторной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск делится на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникать непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичные впрыски .

Давление впрыска постоянно не используется в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями, топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

  • Компоненты стороны низкого давления —Эти компоненты служат для безопасной и надежной подачи топлива из бака в систему впрыска топлива.Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
  • Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, которые создают высокое давление, измеряют и подают топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти исполнительные механизмы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезокерамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива рассмотрены в отдельной статье.

###

Система впрыска топлива - обзор

13.3.4 Система впрыска топлива с пневмоприводом

Системы впрыска топлива необходимы для усовершенствования двухтактных двигателей с целью повышения их преимуществ в области применения в автомобильных двигателях.Имеется множество отчетов о разработках инжекторов [35–42], но очень немногие содержат достаточную информацию, относящуюся к подробным характеристикам распыляемых капель. Системы распыления и впрыска были тщательно исследованы, особенно в дизельных двигателях. Двухтактный двигатель включает в себя сложные процессы, такие как процесс продувки, циклическое изменение и пропуски зажигания, которые тесно связаны с распространением и отражением волны давления. Хотя процесс продувки был ключевой особенностью при разработке двухтактных двигателей [20,22–24,43–46], имеется очень мало экспериментальных данных, объясняющих взаимосвязь между испарением аэрозоля бензина, образованием смеси и продувкой процесс [47–54].

Для небольших двухтактных двигателей прямой впрыск топлива рассматривается как способ решения проблем неполного сгорания и чрезмерной концентрации углеводородов в выхлопных газах. В частности, пневматический впрыск топлива был разработан как мощный инструмент для создания более горючей топливно-воздушной смеси при обедненных условиях сгорания. Пневматический впрыск использует сжатый воздух для распыления топлива в форсунке и улучшения проникновения мелких капель. В мире появилось много различных типов инжекторных механизмов.В формировании струи инжектора с подачей воздуха преобладает вспомогательный воздушный поток, поэтому следует понимать процесс диспергирования и распыления капель, а также их динамику.

Инструменты лазерной диагностики, такие как лазерный лист [55], эксиплекс [56] и LDV [14], могут предоставить информацию, касающуюся угла распыления, формы распыления, проникновения, области паров и т. Д., Но подробную информацию о распылении, такую ​​как капля Распределение диаметра и его скорости в двумерной плоскости пока не получено.Техника визуализации может предоставить достаточную пространственную, но очень скудную временную информацию о характеристиках распыления. Фазовый доплеровский анемометр (КПК) может измерять диаметр капли и ее скорость с очень высоким пространственным и временным разрешением, но это метод измерения по одной точке. Для определения двумерного изображения аэрозоля с подробными характеристиками капель требуется альтернативный метод.

В этом разделе доказана применимость среднего диаметра по Заутеру (SMD) [57,58] в периодическом инжекторе, и реализованы классы размеров капель, чтобы лучше понять передачу импульса между жидкой и газовой фазами.

Пневматическая форсунка, использованная в этом эксперименте, была коммерческой форсункой для двухтактного морского двигателя мощностью более 22 кВт (30 л.с.) на цилиндр, как показано на рисунке 13.21. Топливо сначала впрыскивается в полость, и воздушный инжектор приводится в действие путем открытия тарельчатого клапана. Соотношение воздух-топливо можно контролировать, изменяя период открытия клапана, когда разница давлений между воздухом и топливом установлена ​​на определенном уровне. Перед клапаном форсунка имеет прямую трубку длиной 36 мм, в которой проводится предварительная атомизация.Топливо с пневмоприводом впрыскивается через тарельчатый клапан диаметром 5 мм.

Рис. 13.21. Инжектор с пневмоприводом.

(перепечатано с разрешения SAE)

В качестве топлива вместо бензина использовался сухой растворитель с показателем преломления 1,427. Удельная плотность сухого растворителя составляет 0,77 г / см 3 , что очень похоже на плотность бензина (0,7–0,8 г / см 3 ). Угол рассеяния 68 ° определялся углом преломления первого порядка [59]. Для векторных измерений использовался однокомпонентный LDV с изменением угла падения луча на ± 45 °.

Прямые фотографии впрыснутого спрея показаны [60] на рисунке 13.22. Понятно, что грибовидный вихрь вызывается напряжением сдвига на распылительной оболочке. Скорость распылительного наконечника, рассчитанная по этим изображениям, составляет около 64 м / с. Лист лазера YAG был использован для получения двумерного изображения аэрозоля, как показано на том же рисунке. Эти кадры представляют собой прямые снимки определенного цикла. Хорошо известно, что в этом типе инжектора с пневмоприводом бывают вариации от цикла к циклу. На рисунке также показаны два изображения в разных циклах в одно и то же время.Эти фотографии указывают на важность и необходимость анализа брызг с помощью двухмерного изображения с высоким временным разрешением, поскольку визуализация лазерного листа не может предоставить информацию об изменении во времени и информацию о диаметре. Одноточечные измерения не выявляют изменений от цикла к циклу и вариаций пространственной структуры. Однако, используя одноточечное измерение с усредненными по ансамблю данными, можно продемонстрировать двумерное изображение брызг с его пространственной структурой, как показано [61] на рисунке 13.23. Также показаны средний диаметр по Заутеру (SMD) и соответствующие векторы скорости.

Рис. 13.22. Изображения структуры впрыснутого спрея.

(перепечатано с разрешения SAE)

Рис. 13.23. Векторы скорости капель и SMD.

(перепечатано с разрешения SAE)

Пространственная дисперсия капель лучше всего объясняется с использованием плоских источников информации, таких как фотография или изображение лазерного листа. Метод КПК предоставляет одноточечную информацию, но метод усреднения по ансамблю с фазовой синхронизацией может продемонстрировать двумерное изображение, как показано на рисунке 13.23. Осесимметрия струи была проверена путем измерения в противоположных точках до r = –3 мм. На этом рисунке показано изменение SMD и его пространственная структура в зависимости от времени. Длина вектора была рассчитана как длина траектории капли в пределах 0,25 мс, а цвет представляет собой SMD. Максимальный размер SMD составлял 130 микрон.

Через 1,6 мс после сигнала впрыска, который использовался в качестве сигнала вспомогательного пневмопривода, на оси наблюдалась первая капля. Через 0,25 мс скорость распылительного наконечника достигла примерно 65 м / с, и наблюдалось рассеяние капель в радиальном направлении.Скорость распылительного наконечника 65 м / с была почти такой же, как и скорость, рассчитанная на основе изображения прямого распыления. Размер SMD на наконечнике распылителя составлял около 25 микрон. На центральной оси направление капли было параллельно оси, в то время как направление капли в области оболочки распылителя было более 45 градусов в радиальном направлении.

Через 2,3 мс скорость распылительного наконечника на оси увеличилась, и следующая капля из сопла образовала группу капель большего размера. Область, в которую проникают капли, напоминала зонтик.Маленькие и быстрые капли существовали до 2,8 мс. Через 2,8 мс скорость распылительного наконечника уменьшилась, а SMD увеличился вблизи центральной оси. Более крупные капли догоняли и сталкивались с более мелкими каплями, и, следовательно, диаметр начал увеличиваться. Капли брызг во внешней области имели более низкую скорость из-за сильных сдвиговых потоков, и тогда направление капель показывало волнистую структуру брызг. Очень большая капля красного цвета возле сопла образовалась за 2,875 мс, когда размер капли распылительного наконечника составлял 30 микрон.

Кроме того, капли брызг, находящиеся под влиянием турбулентного воздуха, имели тенденцию следовать за движением воздуха, но большие капли с высоким импульсом проникали в области сильно турбулентного потока, такие как области рециркуляционного потока. Тогда эту динамику капель нельзя было продемонстрировать только по среднему диаметру по Затеру, но для этого требуются другие передовые методы, такие как анализ с классификацией по размеру.

Четыре вектора скорости капли, классифицированные по размеру, показаны замороженными на 2,875 мс на рисунке 13.24. Ясно, что в областях малых капель образуется грибовидный вихрь, вызванный сдвиговым потоком.На наконечнике распылителя мелкие капли демонстрируют больший градиент скорости, чем более крупные капли. Векторы капель большего размера имеют более прямые и более узкие углы впрыска. В области оболочки распылителя нет капель размером более 30 мкм м.

Рис. 13.24. Динамика капель по размеру при 2,875 мс.

(перепечатано с разрешения SAE)

Угол распыления для каждого размерного класса и затухание количества движения необходимо количественно определить, чтобы понять процессы испарения и образование смеси.Профили движения воздуха и турбулентной энергоемкости показаны на рисунке 13.25. Большая область турбулентной энергии, показанная темной областью на рисунке, указывает на наличие области сильного сдвигового потока. В начале периода закачки большее пятно находится в центре оси. На следующем этапе в области оболочки распылителя появляется темная область. Вектор скорости скольжения показывает большой угол вектора в области сильного сдвига.

Рис. 13.25. Движение воздушного потока, турбулентная кинетическая энергия и скорость скольжения маленькой капли.

(перепечатано с разрешения SAE)

Характеристики распыления бензинового инжектора с пневмоприводом были исследованы с помощью фазовых доплеровских измерений. Краткое изложение вышеизложенных результатов следует ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *