Преимущества непосредственного впрыска топлива на автомобиле Foton Sauvana
Автомобили Foton Sauvana оснащаются бензиновыми двигателями мощностью 160 кВт или 148 кВт, с максимальным крутящим моментом 320 Нм и 300 Нм соответственно.
Двигатель G01 – это рядный четырехтактный шестнадцатиклапанный двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндр, двумя распределительными валами с системой изменения фаз газораспределения VVT, турбокомпрессором и системой изменения геометрии впускного коллектора
Модернизированный электронный блок управления двигателем позволяет сочетать отличные динамичные и мощностные характеристики с высокой топливной экономичностью и низким уровнем выброса вредных веществ. Двигатель G01 соответствует стандарту Euro-5, и может быть обновлен до класса Euro-6.
Почему на этом двигателе применяется непосредственный впрыск в цилиндр?
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания работает за счет воспламенения топливовоздушной смеси от системы зажигания автомобиля.
На современных двигателях с электронным впрыском топлива, как и на старых карбюраторных двигателях прошлого века, смешение топлива и воздуха происходит вне цилиндра. Готовая смесь до начала такта впуска находится во впускном коллекторе, а в камеру сгорания она попадает за счет разряжения, создаваемого движением поршня, только после открытия впускного клапана.
С каждым годом данная система впрыска топлива прогрессирует с точки зрения оптимизации момента открытия форсунок и количества подаваемого топлива, но, тем не менее, смесь готовится вне цилиндра, что влечет за собой ряд существенных недостатков: начало подачи смеси зависит только от момента открытия клапана, а не от реальных условий работы двигателя; мелкие частицы топлива прилипают к стенкам коллектора и самому клапану, следовательно, снижается эффективность используемого топлива.
Применение различных систем изменения фаз газораспределения и турбонаддува несколько улучшают контроль смеси и эффективность сгорания.
Однако, этих технологий недостаточно для удовлетворения растущих с каждым днем требований к рабочим характеристикам двигателя и нормам выброса вредных веществ. Значительное увеличение давления наддува может привести к снижению надежности двигателя. Общее количество клапанов двигателя ограничено сложностью конструкции и невозможностью регулировать фазы и ход клапанов.Но современные производственные технологии позволили пойти по иному пути, имеющему ряд значительных преимуществ – реализовать впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания.
Бензиновый двигатель с впрыском внутри цилиндра аналогичен дизельному двигателю. Топливо подается к электромагнитным форсункам под давление от 50 до 150 бар, создаваемого насосом высокого давления в рампе. Затем электронный блок управления подает команду на открытие форсунок.
Из-за того, что теперь впрыск осуществляется непосредственно в цилиндр, у двигателя появилась возможность работать на сверхбедных смесях. Смесь в цилиндре получается не однородной: облако из паров топлива, формируемое в непосредственной близости от свечи зажигания, имеет стехиометрическое соотношение, т.
Так же следует отметить, что впрыск топлива теперь не зависит от положения впускного клапана. Топливо может подаваться в любой момент, можно формировать любое значение коэффициента избытка воздуха, обусловленное режимами работы двигателя, его температурой, нагрузкой на ДВС. Что положительно сказывается не только на улучшении динамики автомобиля, но и на экологии.
Но при всем при этом, система стала более требовательна к качеству заправляемого топлива. На автомобиле Sauvana компания Foton рекомендует использовать бензин не ниже уровня АИ-95
Непосредственный впрыск топлива
В поисках способа усовершенствовать систему распределенного впрыска инженеры пришли к выводу, что для оптимизации сгорания топлива его лучше впрыскивать прямо в цилиндры, а не во впускной коллектор. Эта идея привела к появлению систем впрыска нового поколения.
История создания непосредственного впрыска топлива
Изобретателем системы непосредственного впрыска принято считать французского инженера и автопромышленника Леона Левассора. Он установил первую систему подобного рода на авиационный двигатель V8 в качестве экспериментальной, с целью решить основную проблему самолетных двигателей внутреннего сгорания — нарушения работы впрыска в момент переворота аэроплана. В 1907 году этим двигателем был оснащен моноплан Antoinette VII.
Первую автомобильную систему непосредственного впрыска разработала компания Bosch, а установлена она была впервые на автомобили ныне несуществующих немецких марок Goliath и Gutbrod в 1952 году.
Непосредственный впрыск топлива.В семидесятые годы, побуждаемая топливным кризисом, американская компания AMC занялась разработкой собственной системы непосредственного впрыска, которой впоследствии оснащали двигатели одноименных автомобилей. Система называлась SCFI. Примерно в те же годы концерн Ford выпустил на рынок собственную разработку под названием ProCo.
В современном автопроме первой активно начала продвигать непосредственный впрыск компания Mitsubishi в 1996 году
Системы обладали рядом недостатков, и после окончания кризиса интерес к непосредсвенному впрыску снизился. Следующая волна разработок пришлась на середину девяностых.
Первой активно начала продвигать непосредственный впрыск компания Mitsubishi в 1996 году, установив систему GDI на четырехцилиндровый двигатель 4G93 автомобиля Galant.
В 2000 году появилась, вероятно, наиболее известная в наши дни система непосредственного впрыска FSI концерна Volkswagen-Audi group
Toyota выпустила собственную систему D4 на внутренний рынок Японии в 1998 году. В 1999 была представлена система IDE компании Renault.
В 2000 году появилась система FSI (и TFSI в случае установки на двигатель турбины) концерна Volkswagen-Audi group.
В дальнейшем в том или ином виде свои системы представили все крупнейшие мировые производители. Непосредственный впрыск остается крайне актуальной темой в связи с интересом к экономии и жестким экологическим нормам в современном автомобилестроении.
Принцип работы непосредственного впрыска топлива
Непосредственный впрыск топлива — разновидность распределенного впрыска, применяемая в наиболее современных двухтактных и четырехтактных двигателях внутреннего сгорания.
Наиболее широкое распространение система получила в современных дизельных двигателях, так как дизельное топливо тяжелее бензина, и проблема оптимизации сгорания для них более актуальна
В системах непосредственного впрыска топливо сначала аккумулируется в магистрали под высоким давлением (более высоким, чем в обыкновенных инжекторных системах), а затем при помощи форсунок впрыскивается непосредственно в цилиндры, то есть в камеру сгорания, куда заранее уже закачан воздух.
При непосредственном впрыске топливо-воздушная смесь преднамеренно обеднена, что способствует повышению экономичности двигателя. При этом проблема снижения мощности решается за счет более эффективного распрыскивания топлива. Одно и то же количество топлива в зависимости от размера капель при распрыскивании сгорает по разному. Мелкие капли, смешавшись с воздухом, образуют в камере сгорания туман, в котором пламя распространяется равномерно. Топливо при таком распрыскивании сгорает практически без остатка, и продуктов сгорания почти не остается. При таком сгорании меньшая доза топлива отдает столько же тепла, сколько отдает большая доза при распрыскивании относительно крупными каплями. В последнее время исследования по оптимизации сгорания продолжаются. Наиболее перспективным направлением считается развитие послойного впрыска. Топливо при послойном впрыске попадает в камеру сгорания несколькими частями с очень малым интервалом. Этот алгоритм позволил добиться дополнительной оптимизации сгорании топлива.
Единственный недостаток непосредственного впрыска — усложнение конструкции и увеличение себестоимости компонентов. Производителям приходится проводить отладку системы уже после начала продаж
Дополнительная экономия достигается за счет точной дозировки топлива и открытия форсунок в строго определенное время. Благодаря компьютерному управлению момент и период открытия форсунок могут оперативно изменяться в зависимости от текущей нагрузки на двигатель.
В системах непосредственного впрыска основной упор сделан на дозировку топлива, поэтому роль дроссельной заслонки в регулировке состава смеси постепенно сходит на нет. По сути, в системах, подобных Valvetronic компании BMW, VVEL фирмы Nissan, Valvematic фирмы Toyota или MultiAir производства Fiat, дроссельная заслонка перестала быть главным инструментом, регулирующим поток воздуха, попадающего в камеру сгорания. Помимо системы дозировки топлива, функцию дроссельной заслонки отчасти взяла на себя система интеллектуального контроля фаз газораспределения.
Непосредственный впрыск конструктивно сближает систему впуска бензинового и дизельного двигателей
Благодаря применению непосредственного впрыска топлива появилась возможность заложить в блок управления разные программы управления впрыском и зажиганием, регулирующие работу режима в основных режимах, как правило, в трех — холостые обороты (и близкие к ним), движение под большой нагрузкой, движение при малой нагрузке. В каждом из этих режимов количество топлива в смеси разное. В режиме преднамеренно обедненной смеси достигается наибольшая экономичность, в стехиометрическом (то есть близком к оптимальному) сохраняется уверенная тяга при средней нагрузке, в форсированном — двигатель развивает максимальную мощность. Во время движения автомобиля блок управления двигателем постоянно меняет эти режимы, в зависимости от ситуации.
Режимы работы непосредственного впрыска
Режим обедненной смеси используется, когда нагрузка на двигатель минимальна: при движении на постоянной или снижающейся скорости.
Обычное, так называемое стехиометрическое (оптимальное) соотношение масс воздуха и бензина в камере сгорания, необходимое для успешного зажигания и сгорания топливо-воздушной смеси — 14.7:1. Однако в вышеописанных ситуациях, то есть когда обороты двигателя быстро или постепенно замедляются, его можно без вреда для двигателя менять в пользу меньшего количества топлива. Таким образом, в режиме обедненной смеси количество долей воздуха может достигать 65 (а иногда и более) к одной доле топлива.
В сложной системе непосредственного впрыска повышается вероятность сбоя. Известны случаи отзыва автомобилей, оснащенных системами впрыска этого типа
Стехиометрический режим используется при равномерном движении с постоянной нагрузкой на двигатель. В этом режиме воздух и топливо смешиваются в идеальной пропорции, что способствует полному сгоранию.
В форсированном режиме содержание топлива в смеси слегка превышено. Это способствует развитию максимальной мощности, что целесообразно, к примеру, для нагруженного автомобиля, движущегося в гору.
проблемы новых авто в Беларуси
TSI, FSI, DISI, EcoBoost, TFSI – все это обозначения новых моторов с непосредственным впрыском топлива. Их преимущества давно известны: экологичность и экономичность. Но в Беларуси высокие технологии становятся головной болью для владельцев. Вот типичные отзывы: “…плохо заводится зимой… периодически загорается Check Engine”. Своим видением “проблемы непосредственного впрыска” делятся специалисты.
Дмитрий Перлин, консультант МАХ “Атлант-М”:
— Плохой запуск новых двигателей с непосредственным впрыском в условиях Беларуси? На самом деле та же самая проблема существует в Финляндии и Швеции. И рецепт во всех случаях один и тот же: стараться полностью прогревать мотор. И примерно раз в неделю “нагружать” его высокими оборотами. Проехав, например, километров 15 по кольцевой в быстром ритме. Этот рецепт мы рекомендуем, например, владельцам новых Mazda CX-7 с двигателем 2.3 Turbo DiSi. Форсированный мотор, около 100 л.с. с литра рабочего объема. Поэтому минимальные отклонения – и двигатель “капризничает”. В особо запущенных случаях дело может закончиться заменой катализатора. Двигатель зимой работает на переобогащенной смеси, смесь догорает в катализаторе. Он в буквальном смысле раскаляется: вплоть до малинового цвета.
Поэтому наш рецепт один: раз в неделю “выгуливать” машину по кольцевой
Артем Гонцов, редактор сайта domkrat. by:
— «Проблема TSi”? Когда в Беларуси появились рестайлинговые Volkswagen Touran с мотором 1.4 TSI мощностью 140 л.с. (турбонаддув и механический компрессор), с зимним запуском были проблемы. Сервисмены чистили свечи, пытаясь оживить моторы. “Лечили” двигатели перепрошивкой, советовали заливать “98-й” бензин. По двигателю 1.8 TSI (160 л.с.) нареканий не слышал. По моей информации, проблему “вылечили” перепрошивкой блока управления двигателя. Но все зависит от качества бензина: зимой проблема холодного запуска периодически “всплывает”.
Константин Фомичев, начальник СТО дилера Opel СОО «Автоцентр РМ-Маркет»:
— На самом деле все упирается в качество нашего бензина. Даже обычные моторы на нашем бензине “не едут”. Падает мощность, растет расход топлива. Покрываются нагаром свечи, клапаны. Особенно это касается “95-го”: очень часто его “получают” путем добавления присадок в “92-й”. Поэтому наши клиенты с “прямовпрысковыми” моторами зачастую используют “92-й”.
Чтобы двигатель гарантированно запускался зимой, его нужно полностью прогревать. И раз в неделю “прохватывать” по кольцевой
Еще очень важна своевременная замена свечей: мы рекомендуем в обязательном порядке менять их каждые 40 000 км. И обязательный совет для всех желающих уверенно запускать мотор в любую погоду: больше ездить, сокращать пробеги между холодными стартами. Мотор нужно полностью прогреть и желательно “прохватить” с высокими оборотами. Тогда нагар выгорит, успешный запуск гарантирован. Я бы не стал говорить, что с “прямовпрысковыми” двигателями проблем больше. Точно так же на плохом бензине с трудом заводятся обычные моторы, соответствующие нормам “Евро-4” и “Евро-5”.
В большинстве случаев проблемы “прямопрысковых” моторов решаются перепрошивкой блока управления. Новые программы появляются на фирменных СТО едва ли не каждый месяц
Если заглядывать дальше, в будущее больших пробегов – конечно, “прямовпрыск” доставит больше неприятностей. Ремонт двигателей с непосредственным впрыском будет стоить дороже.
На плохом бензине одинаково “капризничают” все моторы, и непосредственным, и с распределенным впрыском. Итог один: ехать на СТО
Сергей Борисик, тренер учебного центра импортера Volkswagen ИП «Атлант-М Фарцойгхандель»:
— Плохое топливо одинаково влияет на запуск всех моторов, что MPI, что FSI. “Баловаться” с октановым числом бензина особого смысла нет, гораздо важнее его качество. Проблемы с “холодным” запуском “непосредственных” двигателей были. 2,0-литровые плохо запускались в сырую погоду с температурой около 0 градусов. Эти вопросы решились перепрошивкой блока управления. А вся эта история о плохом запуске “прямых” моторов не имеет смысла: проблема не в них, а в качестве бензина. От плохого топлива у всех моторов заливает свечи, двигатели «троят» и загораются лампочки Check Engine. Не вижу в этом ничего особенного.
Проблема качества белорусского бензина, в основном, — проблема его транспортировки и хранения. Топливные компании иногда перевозят все виды топлива одной цистерной. “95-й” после дизтоплива – такое бывало
Борис Саенко, технический эксперт официального импортера Citroen ООО «Вуатюр де Франс»:
— На самом деле на моторах с непосредственным впрыском “обожглись” все производители. Первые двигатели получились капризными у всех. Особенно это касается подержанных машин с большими пробегами. Двигатели буквально обвешаны дополнительными датчиками, катализатор сложной конструкции: в нем стоит так называемая ловушка окислов азота. Плюс возможные проблемы с ТНВД – поэтому опасаться непосредственного впрыска нужно владельцам “укатанных” “бэушек”. В ремонте эти моторы, конечно, дороже обычных.
Бояться непосредственного впрыска нужно покупателям подержанных машин: в ремонте эти двигатели дороже
С жалобами на плохое топливо к нам приезжают все: не могу сказать, что “прямые” моторы намного капризнее. Все вопросы с запуском обычно решаются путем перепрошивки блока управления двигателем. Эти обновления постоянно появляются на сервере во Франции, мы можем скачивать и устанавливать новый “софт” буквально на каждом ТО.
Владимир Гурьянов, автомобильный журналист:
— Проблема “непосредственного впрыска”? Эти моторы очень боятся воды в топливе. Как говорится в поговорке, одна капля убивает топливный насос. Проблемы с плохим запуском “лечатся” перепрошивкой, а последствия воды в топливе обойдутся дороже. Средний порядок цен такой: 800 долларов топливный насос, 150 долларов форсунка. Но в гарантийный период это не забота владельца, поэтому “прямого впрыска” я бы не боялся.
Будьте в курсе всех событий на рынке новых автомобилей от официальных дилеров в Беларуси! Следите за акциями, скидками и специальными предложениями на каналах автопортала Domkrat.by – и делайте правильный выбор своего будущего автомобиля!
Domkratby
domkrat_by
domkratby
Система непосредственного впрыска топлива
Система непосредственного впрыска топлива
- Информация о материале
- Автор: Владимир Бекренёв
- Просмотров: 30812
История создания
«Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры. Топливо подается под большим давлением в камеру сгорания каждого цилиндра в противоположность стандартной системе распределённого впрыска топлива, где впрыск производится во впускной коллектор. Такие двигатели более экономичны (до 15% экономии), отвечают более высоким экологическим стандартам, однако они более требовательны к обслуживанию и качеству топлива.»(цитата из Википедии — свободной энциклопедии.)
Впрыск топлива в цилиндр был известен еще на самой заре автомобилестроения. В начале 1890-х годов немец Рудольф Дизель и англичанин Герберт Акройд-Стюарт защитили права на собственные схемы двигателя внутреннего сгорания, работающего на мазуте. Теория Рудольфа Дизеля — экономичного теплового двигателя, который работает благодаря высокой степени сжатия в цилиндрах, впоследствии оказалась очень эффективной. Английский же инженер Акройд Стюарт также предложил двигатель, в котором всасываемый в цилиндр воздух сжимался, затем в конце такта сжатия поступал в колбу, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя колба нагревалась при помощи паяльной лампы. После того, как двигатель запустился, он работал уже без внешнего подогрева. В двигателе Акройд-Стюарта впервые возникает прообраз насос-форсунки — (jerk pump). Акройд Стюарт не заинтересовался преимуществами, которые дает высокая степень сжатия и не заметил огромного преимущества экономии топлива предложенной в теории Дизеля. Инженер Йонас Хессельман (Jonas Hesselman) сумел объединить идеи обоих изобретателей в одной конструкции. В 1925 году он выпустил первый в истории транспорта двигатель с непосредственным бензиновым впрыском. Это был своеобразный гибридный двигатель, работавший на всем, что горит: топливом для него могли служить бензин, керосин, солярка, масло… Горючее любого вида впрыскивалось насосом в камеру сгорания через форсунку, подобную той, что применялась на дизелях. Заводился двигатель Хассельмана только на бензине (он зажигался в камере сгорания обычной свечой), а прогревшись до рабочей температуры, переключался на другое топливо. Никого не смущала заправка двух топливных баков разными видами топлива. На грузовики VOLVO такие ДВС устанавливали до 1947 года! Но полноценный бензиновый впрыск появился немного позже. До поры до времени пара насос-форсунка применялась лишь на дизельных двигателях. Перенести ее на бензиновые агрегаты мешало отсутствие эффективной внутренней смазки: в отличие от солярки бензин не имеет смазывающих свойств, поэтому экспериментальные насосы нередко заклинивало. Специалисты из “Bosch” долго боролись с этой проблемой в 30-е годы, но всё же решили её. Впервые применение непосредственного впрыска топлива с механическим управлением было реализовано на авиационном двигателе Daimler-Benz DB 601. По конструкции DB 601 традиционный V-образный — 12ти цилиндровый двигатель c жидкостным охлаждением, построен на базе карбюраторного DB 600. Оригинальный немецкий мотор ставили на: Dornier Do 215, Heinkel He 100, Henschel Hs 130A-0, Messerschmitt Bf 109, Messerschmitt Bf 110, Messerschmitt Me 210.
DB 601 был одним из лучших двигателей с непосредственным впрыском топлива времен 2-й Мировой войны. Положительной особенностью этого двигателя было то, что он создавался на базе надежною карбюраторного двигателя DB 600. При создании, двигатель получил достаточный запас прочности, допускавший дополнительное форсирование. Двигатель с непосредственным впрыском оказался на 6-7% мощнее традиционного карбюраторного двигателя. Кроме того, двигатель отличался необычайно равномерным дозированием топливно-воздушной смеси. Но что было важнее всего для авиации, двигатель с непосредственным впрыском топлива стабильно работал независимо от ориентации в пространстве. Впрыск также позволял снизить вероятность пожара и взрыва при повреждении топливной системы, а при форсировании не требовалось значительно увеличивать степень сжатия.
Были у двигателя и недостатки. Прежде всего, система непосредственного впрыска весила почти в два раза больше, чем карбюратор. Для системы требовался насос, развивающий давление 200-300 атмосфер. Система отличалась требовательностью к качеству топлива. Двигатель с непосредственным впрыском не мог развить более 2400 оборотов в минуту. Наконец, большую важность представляло соблюдение технологии производства. В 1936 году новый DB 60IA-1 мощностью 1100 л.с. (топливо В4, октановое число 87) пошел в серию. Этот двигатель устанавливали на истребителях Bf-109C и ВГ-109Е. Следующей модификацией мотора стал DB 601N. Его мощность составляла 1175 л.с. Он был приспособлен для работы на бензине СЗ (октановое число 95). Так начиналась эра двигателей с непосредственным впрыском топлива.Немного позже во время второй мировой войны Советские конструкторы в кратчайшие сроки пустили в серию авиационный мотор АШ-82ФН. Этот малогабаритный мотор представлял собой 14-цилиндровую двухрядную «звезду». С воздушным охлаждением.
Цилиндры мотора расположены в два ряда (двумя звездами), в шахматном порядке по семь цилиндров в каждом ряду. Мотор относится к числу короткоходовых моторов, так как отношение длинны хода поршня к диаметру цилиндра меньше единицы. Этим обеспечивается относительно малый диаметр мотора, а следовательно, сравнительно малый удельный лоб (отношение площади лба мотора к его мощности). Габарит мотора составлял всего 1260 мм. По характеристикам АШ-82ФН превосходил лучшие образцы зарубежных моторов того времени. АШ-82ФН снабжен агрегатом непосредственного впрыска топлива в цилиндры (НВ-3У ) вместо карбюратора. Двигатель М-82ФН с насосом НВ-3У обладал рядом преимуществ по сравнению с карбюраторным двигателем: увеличенной на 6…7 % мощностью; уменьшенным на 10 % расходом топлива; способностью работы на низкосортных топливах; высокой устойчивостью работы на всех режимах, в т.ч. на больших высотах и т.д. Кроме отличия в системе питания топливом, мотор отличался от карбюраторных моторов конструкцией отдельных деталей и узлов, допускающей форсирование. Двигатель М-82ФН был установлен на самолеты Ла-5. При этом специалистам моторостроительного конструкторского бюро А. Швецова удалось без увеличения массы двигателя довести его максимальную мощность до1850 л.с Итоги испытаний нового самолета превзошли все ожидания. Достаточно сказать, что максимальная скорость полета выросла до 635 км/ч. Теперь Ла-5 по праву вышел в число лучших истребителей мира. По скорости полета на малых и средних высотах, а также по характеристикам вертикального и горизонтального маневра он значительно превосходил немецкий истребитель FW 190A. Впервые самолеты Ла-5ФН в большом количестве были применены в воздушных боях на Курской дуге. Именно здесь они доказали свое превосходство над «фокке-вульфами», также брошенными в бой в массовом количестве.Особенно четко преимущество Ла-5ФН перед FW 190 проявлялось в ближнем маневренном бою. Всего за годы войны построено 10 000 Ла-5 и 5750 Ла-7.
После войны внедрение непосредственного впрыска в массы продолжила маленькая немецкая фирма Goliath. Впервые «гражданский» непосредственный впрыск бензина появился на двухтактном двухцилиндровом моторе маленького купе Goliath 700 Sport в 1951 году. Голиафовский мотор оснащался адаптированным вариантом дизельной топливной аппаратуры Bosch. Бензин впрыскивался двухплунжерным насосом в надпоршневое пространство под давлением по окончании выпуска. Кроме бензобака емкостью 44 л, под капотом находился трехлитровый маслобак системы смазки двигателя. Масло подавалось дозирующим насосом во впускной коллектор — в пропорции 1:40 с бензином. Впрыск бензина вместе с повышенной степенью сжатия увеличил отдачу мотора: если карбюраторный двигатель развивал 25 л.с., то со впрыском — все 29 л.с. «Впрысковые» Голиафы успели зарекомендовать себя как весьма экономичные машины. Так, в ходе тест-пробега седана GP 900 E на четыре с лишним тысячи километров пути ушло 280 л бензина и 7 л моторного масла. А в 1956 году Goliath 900 E выиграл экоралли Economy Run в Австралии со средним расходом топлива 5,3 л/100 км на дистанции в 1001 милю.Но даже непосредственный впрыск не излечил моторы Goliath от врожденной болезни двухтактных двигателей Отто — пропуска вспышек при низкой нагрузке. Под нагрузкой «Голиафы» вели себя превосходно — моторы работали ровно и исключительно тихо. Но на малом газу и на холостых оборотах они работали не стабильно, как и другие двухтактники! Ведь система впрыска Bosch была «усеченной» — на холостом ходу за подачу бензина отвечал своего рода «мини-карбюратор». А сизый дымок с характерным запахом из выхлопной трубы не давал забыть о смазке мотора. Кроме того, система впрыска оказалась намного сложнее привычного карбюратора в обслуживании и ремонте, что для небогатых тогда немцев представляло немаловажное обстоятельство. Поэтому в 1956 году в Бремене параллельно стали выпускать карбюраторный Goliath GP 900 V.
Следующим шедевром непосредственного впрыска стал снова Daimler-Benz с его «крылатым» купе Mercedes 300SL 1954 года.
После войны Германия получила запрет на разработку инжекторов для авиационных двигателей. И инженеры занялись адаптацией систем непосредственного впрыска для легковых автомобилей, обнаружив еще одно их немаловажное достоинство по сравнению с карбюраторами – экономичность. Система прямого впрыска – главный инженерный козырь «трехсотого». Это передовое решение применено на серийном автомобиле с четырехтактным двигателем впервые в мире. Традиционный 3-х литровый V6 не стали заменять на другой, а просто хорошенько “подкрутили” и обновили. Прежняя мощность увеличилась более, чем в два раза за счет установки новой механической системы топливной инъекции Bosch. Мощь двигателя возросла. С 86 kW (115 л.с.), до 180 kW (240 л.с.) при 6100 об/мин. Инжектор позволил развивать скорость до 250 км/ч. Такие показатели делали Mercedes-Benz 300SL одним из самых мощных и быстрых автомобилей своего времени. В 1956 году «трехсотый» Mercedes был приобретен для нужд Центрального НИИ топливной аппаратуры (ЦНИИТА) и доставлен в Ленинград. Отечественные специалисты были наслышаны о системе впрыска топлива и задумали создать советский аналог, для чего немецкую конструкцию разобрали буквально до винтика,… а вот скопировать не смогли – механизм оказался слишком сложным. «Наша» система впрыска так и осталась экспериментальной, а многострадальную и уникальную немецкую машину продали одному ленинградскому автоспортсмену. Тот «подарил» «Мерседесу» карбюратор и успешно выступал на удивительном автомобиле в кольцевых гонках.В Европе и Соединенных Штатах до сих пор «бегает» множество представителей семейства 300 SL – как купе с «крыльями чайки», так и родстеров. Для поклонников ретротехники, красивых автомобилей, для любителей машин дорогих и спортивных Mercedes-Benz 300 SL стал пределом мечтаний, для многих эта машина является символом экономического возрождения 50-х годов, а главное, «трехсотый» стал одним из немногих автомобилей, о котором можно сказать «первый в мире» или «один из первых».
Следующий опыт применения непосредственного впрыска был предпринят в период нефтяного кризиса 70-ых годов Ford’ом, но успехом не увенчался. Механический впрыск был ограничен максимальными оборотами и был очень капризным. Дальнейшее развитие электроники в 90 годах прошлого века вновь натолкнула разработчиков двигателей на создание идеального мотора. И в 1995 году японская Mitsubishi Motors Corp представила миру первый автомобиль с двигателем GDI (Gasoline Direct Injection).Это уже была революция в моторостроении.Новейший двигатель оснастили семиплунжерным ТНВД с рабочим давлением в 48кг,была увеличена степень сатия,установлены топливные инжекторы с высоковольтным управлением. Изменены поршни ,камера сгорания,впускной коллектор. А новейшая система электронного управления мотором была в не конкуренци.Так закончилась эра разработок механического непоредственного впрыска топлива в бензиновых моторах и началась эра разработок электронного впрыска. Но это уже совсем другая история.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.У вас нет прав оставлять комментарии.
Наслаждайтесь мощностью при низком расходе топлива
TDI
Наслаждайтесь мощностью при низком расходе топлива
Активно используете автомобиль, но стремитесь при этом сохранить невысокий расход топлива? Наши дизельные двигатели TDI оснащены современной технологией впрыска Common Rail и созданы для обеспечения максимальной эффективности.
Двигатели TDI от компании Volkswagen — это дизельные силовые агрегаты с турбонаддувом, оснащённые непосредственным впрыском топлива. Их отличает экономичность, приемистость и выдающаяся производительность. Двигатели TDI работают очень тихо, а развиваемый ими высокий крутящий момент гарантирует спортивную управляемость.
TSI
Эмоции? Здравый смысл? И то, и другое
Бензиновый двигатель TSI — это идеальное сочетание производительности и экономичности. Он обеспечивает максимальный крутящий момент даже при низких оборотах.
Инновационные бензиновые двигатели TSI отличаются высокой производительностью и низким расходом топлива. Сочетание небольшого рабочего объема, турбонаддува и непосредственного впрыска топлива обеспечивает равномерную передачу тяги. Реализуемая Volkswagen технология уменьшения габаритных размеров двигателей позволяет добиться высокой производительности при малом рабочем объеме, а также заметной экономии топлива.
Система активного управления цилиндрами (ACT)
Используйте ровно столько топлива, сколько вам нужно
Система активного управления цилиндрами (ACT) отключает два из четырех цилиндров двигателя, когда автомобилю требуется незначительная мощность, не ухудшая при этом управляемость.
Система активного управления цилиндрами (ACT) оптимизирует эффективность двигателя1, отключая два внутренних цилиндра, когда автомобилю не требуется вся генерируемая мощность. Она надежно работает на любой передаче в диапазоне от 1400 до 4000 об/мин и на скорости до 130 км/ч. Вы продолжаете поездку, а на многофункциональном дисплее отображается текущий режим работы двигателя. В смешанном цикле экономия топлива может достигать 0,5 л/100 км, а выбросы CO2 сокращаются на 10 г/км.
1) Golf 1,4 л TSI ACT BlueMotion Technology (150 л.с.):
Расход топлива, л/100 км: городской цикл 5,9–5,8, загородный цикл 4,3–4,2, смешанный цикл 4,8–4,7. Выбросы СО2 в смешанном цикле: 113–109 г/км. Класс эффективности двигателя: В–А.
Полный привод 4MOTION
Сохраняя сцепление с дорогой
Хотите сохранять максимальное сцепление с дорогой на влажной или неровной поверхности? Доступный в качестве опции постоянный полный привод 4MOTION позволит Вам добиться этого практически в любых условиях.
Предлагаемый в качестве опции постоянный полный привод 4MOTION срабатывает в течение миллисекунд, учитывая состояние дорожного покрытия под каждым колесом. Это позволяет эффективно предотвращать пробуксовку и блокировку колес, обеспечивая надёжное сцепление практически с любой дорожной поверхностью. Таким образом, привод 4MOTION повышает Ваш комфорт. Он также может сочетаться с различными функциями контроля управляемости, такими как электронная система контроля курсовой устойчивости, антипробуксовочная система (ASR), система регулировки тягового момента двигателя (MSR) и электронная блокировка дифференциала (EDS).
Система непосредственного впрыска: устройство и принцип работы
Для более эффективной подачи топлива была разработана усовершенствованная система непосредственного впрыска, применяемая на большинстве современных бензиновых ДВС. Непосредственный впрыск предполагает прямую подачу топливной смеси в цилиндры, минуя топливный коллектор. На сегодняшний день это одна из наиболее прогрессивных систем подачи топлива.
Система была разработана французским инженером Л. Левассором, а первый ее прототип был установлен в авиационный двигатель V8. Первая автомобильная система непосредственной (прямой) подачи топлива была сконструирована в 1952 году компанией Bosch и применялась на достаточно известных тогда марках автомобилей Gutbrod и Goliath.
В 1996 году была представлена система непосредственной подачи топлива GDI, которая устанавливалась на 4-х цилиндровые двигатели в автомобилях компании Mitsubishi. В 1998 году концерн Toyota представил свою разработку – систему D4.
Год спустя появилась еще одна система под названием IDE от концерна Renault. Система FSI компании Volkswagen была выпущена на рынок в начале 2000 года.
В настоящее время подобные топливные системы производят всемирно известные автомобильные конгломераты, такие как Volkswagen, Audi, Infiniti, BMW, General Motors, Mercedes-Benz, Ford.
Использование системы подобного типа дает возможность на 15-18% снизить топливные расходы, а также уменьшить уровень токсичности отработанных газов.
Как устроена система непосредственного впрыска
Конструкция системы непосредственной подачи топлива состоит из топливного насоса (ТНВД), рампы, механизма для регулировки давления топливной смеси, набора датчиков (датчики высокого давления, датчики входа), предохранительного клапана, форсунок, блока управления.
Топливный насос (ТНВД)
Насос высокого давления предназначен для реализации основной функции — подачи топлива через рампу к форсункам под высоким рабочим давлением в диапазоне от 3 до 11 МПа для обеспечения бесперебойной работы ДВС. Конструкция насоса может включать в себя один или несколько плунжеров, приводимых в действие при помощи распредвала. Подробнее о ТНВД читайте здесь…
Рампа
Рампа используется для равномерного распределения топлива, поступившего к форсункам и предотвращения изменения его рабочего давления в самом топливном контуре.
Клапан предохранительный
Клапан устанавливается на топливную рампу и предназначен для обеспечения защиты топливной системы от чрезмерно высокого давления на предельных значениях, которое образуется вследствие значительного расширения топливной смеси.
Регулятор давления
Регулятор предназначен для точного дозирования топлива при помощи насоса с учетом рабочих возможностей топливных форсунок. Регулятор устанавливается внутри насоса.
Датчик ВД (высокого давления)
Данный тип датчика используется для измерения рабочего давления ТС в рампе. На основании полученных сигналов от датчика происходит изменение давления в рампе.
Форсунка
Основная функция форсунки – обеспечить впрыск подаваемого топлива в камеру сгорания с дальнейшим образованием ТВС.
Механизм управления
Традиционно механизм управления системой непосредственной подачи топлива состоит из блока управления, входных датчиков и механизмов исполнения.
Как и другие топливные системы, данная система оснащается дополнительными датчиками – датчиком температурного режима воздуха, температуры двигателя, температуры жидкости-хладагента, расхода воздуха, положения распредвала и т. д.
Как работает система непосредственного впрыска
Система непосредственного впрыска может обеспечивать три способа образования ТВС – гомогенный (однородный), послойный и стехиометрический гомогенный (легковоспламеняемый).
Такие возможности в смесеобразовании позволяют с максимальной эффективностью использовать топливо, за счет чего обеспечивается экономичность и экологичность двигателя при одновременном повышении динамических характеристик силового агрегата.
Гомогенный способ образования смеси
Топливная смесь, полученная гомогенным способом, является менее эффективной и бедной. Зачастую она может использоваться только на промежуточном этапе работы двигателя. Образование гомогенной смеси происходит при открытой заслонке дроссельного типа и закрытых заслонках впуска.
Это приводит к интенсивному передвижению воздуха в топливных цилиндрах. На такте впуска происходит подача топлива, при этом коэффициент избыточного воздуха составляет 1,5. В некоторых случаях допускается добавление отработанных газов в полученную смесь (не более 22-25% от общего объема смеси).
Послойный способ образования смеси
Подобный способ смесеобразования применяется в тех случаях, когда ДВС работает на малых или средних оборотах с небольшой рабочей нагрузкой. Образование смеси при послойном способе осуществляется при открытой заслонке дроссельного типа и закрытых заслонках впуска.
Воздушная масса поступается в камеру сгорания, образуя воздушный волчок. Топливо подается на свечу зажигания на такте сжатия. Через некоторое время возле свечи происходит образование ТВС с коэффициентом избытка в диапазоне 1,5 – 3.
В процессе воспламенения происходит выделение очищенного воздуха, который используется в качестве изолятора тепловой энергии.
Стехиометрический способ образования смеси
Данный способ используется на повышенных оборотах и высоких нагрузках ДВС. Образование смеси происходит при открытых заслонках впуска и открытой дроссельной заслонке, при воздействии на педаль газа.
Подача топлива осуществляется на такте впуска, в результате чего получается однообразная топливная смесь. При этом коэффициент избытка не превышает единицы. Это приводит к ускоренному воспламенению ТВС и ее быстрому сгоранию.
Статьи — Моторы с прямым впрыском – проблемы и решения | Xenon812.ru
Современные требования по снижению расхода топлива, экономичность при малой нагрузке, экономия на объёме и соответственно массе и размере двигателя – всё это причины, по которым технология прямого впрыска топлива завоёвывает всё большую популярность. О плюсах хорошо известно – экономичность на малой нагрузке и малый объём начиная с 1 л (для машин С-класса). Даже седаны классов D+ и Е можно встретить с двигателями объёмом 1,4 и 1,6 л. с турбонаддувом.
Но если во многих других нововведениях, как например в ксеноновом освещении, плюсы заметно превышают минусы, то при внедрении непосредственного впрыска всё не столь однозначно. Непосредственный впрыск топлива осуществляет насос высокого давления, при том создаваемое давление должно примерно в 10 раз превышать показатели (тоже немалые) для обычного распределенного впрыска. На дизеле прямой впрыск появился раньше, но ресурс узлов был куда выше, чем у бензиновых. Причина – высокие смазывающие свойства дизтоплива превышающие показатели бензина.
Современные мембранные ТНВД не столь зависимы от смазки как старые поршневые, но продолжают в ней нуждаться. Улучшить ситуацию помогло лишь топливо стандарта Евро-4, в котором обязательно должно содержаться смазывающие присадки, но с учетом того, что Евро-3 запрещено в России лишь с 2015 года, то несложно догадаться о проблемах владельцев машин с прямым впрыском, не говоря уже об извечном вопросе с некачественным бензином.
Кратко перечислим и другие проблемы связанные с прямым впрыском топлива и, соответственной потребностью в запчастях и ремонте:
• Форсунки – менее надежны, чем на системах распределенного впрыска при более высоких требованиях к их работе. Даже небольшое изменение факела распыла может привести к серьёзным проблемам в работе мотора, что увеличивает требования к чистоте топлива и рабочей температуре.
• Склонность к закокосовке впускных клапанов – особо проявилось на моторах Мицубиси. Проблема в том, что бензин при прямом впрыске не подаётся на впускной клапан и, соответственно, не охлаждает его и не смывает отложения. В группе риска – моторы с высоким расходом масла и, в особенности, двигатели авто часто работающих при малой нагрузке.
• Попадание топлива в масло. Причина – и недостаточная оптимизация формы факела впрыска на горячем и холодном моторе, и проблемы с ТНВД – конструктивный недостаток насосов Bosch и, в силу распространенности и общей конструкции ТНВД, распространяется практически на все моторы с прямым впрыском. Сам по себе бензин в масле не очень страшен, но при большом содержании может привести к критическому снижению вязкости и повреждению мотора.
Практически у всех проблем есть свои пути решения. Это, например, система двойного впрыска, при которой топливо подаётся и в цилиндры, и в систему впуска. Таким образом решаются проблемы закоксовки клапанов, экологичности и сложности запуска в холода. Что касается поршневых колец и топливных насосов, то здесь доработки часто происходят после выхода автомобиля на рынок, как например Volkswagen с EA888. Главная же проблема производителя – сложность и дороговизна исследований, необходимость выпуска новых моторов с ещё более привлекательными характеристиками. Поэтому лучше рискнуть и выпустить авто с недоработками, чем проиграть в маркетинговой гонке или прослыть консерватором.
Как бы там ни было, в Интерет-магазине Detali812.ru вы найдёте качественный автосвет и запчасти на автомобили с любым типом впрыска. Для вас – низкие цены, достойный ассортимент запчастей и аксессуаров, профессиональная помощь в выборе и доставка по Санкт-Петербургу и в любой регион страны.
Бензиновый двигатель с прямым впрыском— обзор
1.4 Система впрыска топлива под высоким давлением
Система впрыска топлива является ключевым компонентом бензинового двигателя DI. Он должен иметь возможность обеспечивать как поздний впрыск для послойного сгорания заряда при частичной нагрузке, так и ранний впрыск во время такта впуска для однородного сгорания заряда при работе с высокой нагрузкой. Для работы с однородной заправкой требуется хорошо распыленный и равномерно распределенный топливный распылитель с ранним впрыском при низком давлении в цилиндре.Для режима послойной загрузки желательна хорошо распыленная, но компактная и повторяемая форма струи для достижения быстрого образования смеси и контролируемого расслоения.
Ключевым технологическим фактором для современного бензинового двигателя DI является разработка систем впрыска топлива с электронным управлением. До 1990-х годов использовались механические системы впрыска топлива насос – магистраль – форсунка с фиксированным временем впрыска и однократным впрыском. Первоначально разработанный для двухтактных бензиновых двигателей с прямым впрыском топлива, электронный инжектор высокого давления с электромагнитным приводом стал доступен в конце 1980-х годов и вскоре был принят для разработки четырехтактных бензиновых двигателей с прямым впрыском.Как показано на рис. 1.2, топливная система высокого давления для бензиновых двигателей с прямым впрыском содержит насос высокого давления, приводимый непосредственно от одного из распределительных валов, который подает топливо под давлением в общую топливную рампу, установленную в головке блока цилиндров, и электронные топливные форсунки под давлением.
Первое поколение современных бензиновых двигателей DI спроектировано с настенной системой сгорания. Электромагнитные форсунки высокого давления в основном имеют вихревую конструкцию, как показано на рис. 1.7, которая имеет штифт, открывающийся внутрь, и одно выходное отверстие (например.грамм. Hentschel et al. , 1999). Жидкость выходит из единственного выпускного отверстия в виде кольцевого листа, который распространяется радиально наружу, образуя струю в виде полого конуса. Однако форма распыления от такого открывающегося внутрь вихревого инжектора претерпевает значительные изменения в зависимости от давления впрыска, давления или плотности окружающей среды и рабочей температуры инжектора. При расчетном давлении впрыска (от 50 до 100 бар) и повышенной плотности окружающей среды во время позднего впрыска во время операции расслоенного заряда произойдет схлопывание струи в виде полого конуса, образуя узкую оболочку струи с увеличенным проникновением струи.В результате структура струи из вихревой форсунки существенно изменяется в рабочем диапазоне плотности в цилиндре и давления в топливной рампе, что приводит к значительным трудностям в оптимизации операций послойного заряда в широком диапазоне условий частичной нагрузки.
1,7. Бензиновые форсунки с прямым впрыском в производстве.
Одним из основных ограничений бензиновых двигателей DI первого поколения с системами сгорания с направляемыми стенками является требование сильного движения заряда в цилиндре, такого как кувырок или завихрение.Для создания движения заряда требуется либо впускной канал с высоким крутящим моментом, либо винтовой канал, что часто приводит к снижению объемного КПД и, следовательно, снижению характеристик полного крутящего момента. Чтобы уменьшить зависимость от системы переменного расхода, в бензиновом двигателе DI второго поколения Toyota использовался щелевой инжектор высокого давления (Кеанда и др. , 2000). Инжектор щелевого типа имеет одно прямоугольное отверстие, и его прорезь расположена так, чтобы производить веерообразную струю либо на оси, либо вне оси.Соотношение длины и ширины прямоугольной щели можно регулировать для создания диапазона номинальных углов включения вентилятора. Сообщалось, что использование инжектора щелевого типа обеспечивает как улучшенную кривую крутящего момента, так и более широкий диапазон операций послойного заряда.
Для достижения стратифицированной системы сгорания с разбрызгиванием при частичной нагрузке и улучшения характеристик полной нагрузки бензинового двигателя с прямым впрыском были разработаны и введены в действие форсунка с несколькими отверстиями и пьезоэлектрическим приводом. в автомобили массового производства.Основное преимущество форсунок с несколькими отверстиями состоит в том, что любой пространственный рисунок распределения топлива может быть получен в принципе за счет количества отверстий, включая угол или углы рисунка распыления, на оси форсунки или смещенной от нее. Таким образом, можно спроектировать портфель форсунок с несколькими отверстиями в соответствии с необходимой оптимизацией системы сгорания, как показано на рис. 1.7. Однако, поскольку распыление под давлением является единственным механизмом для образования капель топлива, относительно более высокое давление впрыска ( c .150 МПа) обычно используется для получения качественного распыления. Кроме того, малый диаметр отверстия сопла и более высокая температура заряда при искровом воспламенении увеличивают тенденцию к закупорке отверстия форсунки отложениями сажи. Поэтому инжектор следует размещать в зоне, где инжектор может быть хорошо охлажден до температуры ниже 130 ° C, чтобы предотвратить образование отложений сажи.
Инжектор с открыванием наружу, показанный на рис. 1.7, по сравнению с этим может эффективно устранить блокировку сопла инжектора сажей через его штифт, открывающийся наружу.Более того, начальная толщина жидкого слоя спрея напрямую регулируется ходом иглы. В результате открывающийся наружу инжектор позволяет контролировать угол распыления, глубину проникновения и размер капель.
Пьезоэлектрический привод основан на быстром изменении размеров некоторых керамических материалов под воздействием электрического поля. Быстрое время открытия и закрытия позволяет значительно сократить минимальный период открытия и увеличить впрыск топлива при полном подъеме цапфы.Изменение характеристик открывания от срабатывания к срабатыванию также лучше у пьезоактуатора. Возможность работать с гораздо более короткой продолжительностью впрыска с повторяемой динамикой срабатывания и количеством топлива приводит к существенному улучшению динамического диапазона и рабочего расхода форсунки. Расширенный динамический диапазон и большая скорость потока являются необходимыми условиями для разработки бензиновых двигателей с форсированным двигателем DI и двигателей, которые могут работать как на спиртовом, так и на бензиновом топливе.Кроме того, быстрый пьезоэлектрический инжектор позволяет использовать несколько впрысков за цикл.
В таблице 1.1 приведены основные характеристики трех основных типов форсунок, как описано выше. И соленоидные форсунки с несколькими отверстиями, и форсунки с пьезоэлектрическим приводом, открывающиеся наружу, в настоящее время серийно производятся с насосами высокого давления, обеспечивающими давление топлива до 20 МПа (Stach et al. , 2007; Achleitner et al. , 2007).
Таблица 1.1. Сравнение трех типов бензиновых форсунок DI
Характеристики | Форсунка с несколькими отверстиями | Пьезо-открывающаяся наружу форсунка | Вихревой / открывающаяся вовнутрь форсунка |
---|---|---|---|
Гибкость формы распыла | + + | + | + |
Наклонная ось распыления | + | — | + |
Качество распыления при 10 МПа | — | + | + |
Зависимость формы распыления от противодавления | + + | + + | — |
Приготовление гомогенной смеси с ранним впрыском | + + | + | |
Расход и динамический диапазон | — | + + | — |
Многократный впрыск | + | + + | + |
Robustne SS против загрязнения | — | + + | + |
Прямой впрыск топлива: краткая история
Концепция прямого впрыска топлива существует с 1925 года, когда ее изобрел шведский инженер Йонас Хессельман. Во время Второй мировой войны некоторые истребители оснащались системой непосредственного впрыска топлива для предотвращения сваливания во время высокоскоростных маневров. После Второй мировой войны автомобильные компании обнаружили, что механический впрыск топлива в цилиндр был практически невозможен при использовании этой технологии в то время. Несмотря на эти неудачи, кажется, что ошибки были устранены, и концепция предложила множество улучшений для современных операций.
Историческая перспектива
Система впрыска через корпус дроссельной заслонки была одной из первых отечественных систем впрыска топлива, которые вышли на рынок и легко заменили карбюратор в двигателях существующих конструкций.TBI требовался простой компьютер, способный управлять несколькими форсунками, распыляющими воздух, поступающий во впускной коллектор. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS), датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS), датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP) и датчик кислорода (O2) были основными датчиками, необходимыми для точного контроля топлива в двигателе. Топливо подавалось с помощью топливного насоса в баке. Хотя TBI был чрезвычайно простым, капли фурела накапливались во впускном канале, что приводило к «мокрому потоку», который создавал неравномерное распределение по цилиндрам.Чтобы уменьшить влажный поток, автопроизводители ввели многопортовый впрыск. Многоканальные системы впрыска смогли синхронизировать впрыск топлива при открытии впускного клапана. Распределение топлива между цилиндрами оставалось неравномерным.
Прямой впрыск топлива
Поскольку стандарты выбросов продолжали ужесточаться, системы прямого впрыска бензина (GDFI) стали более доступными. Системы GDFI имеют ту же базовую настройку, что и обычные системы MPI. Большинство GDFI используют насос в баке для подачи топлива в насос высокого давления.PCM контролирует насос высокого давления и может изменять количество топлива, поступающего в насос. Большинство насосов создают давление топлива около 2000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы преодолеть давление, создаваемое сгоранием и сжатием, и впрыснуть относительно большой объем топлива за короткий промежуток времени. Для систем GDFI требуются пьезоэлектрические топливные форсунки, которые могут открывать клапаны игл форсунок при давлении более 2000 фунтов на квадратный дюйм.
Преимущества прямого впрыска бензина
Самыми непосредственными преимуществами впрыска бензина непосредственно в цилиндр двигателя являются повышенная экономия топлива и мощность.Есть много вещей, которые могут повлиять на использование системы прямого впрыска бензина, поэтому в этой статье основное внимание будет уделено основам. Двигатель GDFI может работать в стехиометрическом режиме (соотношение воздух / топливо 14,7: 1 по массе теоретически производит только углекислый газ (CO2) и воду (h3O)) на полной мощности (соотношение воздух / топливо от 13: 1 до 14: 1 до достичь максимальной мощности.) и ультра-обедненный (соотношение воздух / топливо варьируется в зависимости от транспортного средства и может превышать 50: 1) режимах. Стратегия работы с распределенным впрыском топлива (FSI) также может повысить экономию топлива.Стратифицированное соотношение воздух / топливо может быть создано путем впрыска бедной смеси воздух / топливо в цикл рабочего такта сразу после того, как происходит начальное «богатое» сгорание. Многослойная система имеет ограниченное применение из-за множества проблем, таких как повреждение выпускного клапана. Прямой впрыск бензина также позволяет инженерам фактически запустить двигатель, впрыскивая топливо в цилиндр, находящийся в состоянии покоя, во время рабочего такта и зажигая его свечой зажигания. Это повторяется во всех цилиндрах в последовательности зажигания, пока не будет достигнута частота вращения холостого хода.Это позволяет выключать двигатель на светофоре для экономии топлива и быстро запускать его снова. Наконец, скрытая теплота испаряет топливо и фактически охлаждает внутреннюю часть цилиндра, что увеличивает степень сжатия.
Текущие проблемы прямого впрыска бензина
Большинство систем прямого впрыска бензина можно диагностировать с помощью диагностического прибора. Самая последняя проблема — скопление нагара на уплотнениях впускных клапанов, вызывающее пропуски зажигания в цилиндрах. Большая часть накопления углерода может быть связана с масляным туманом из системы ПВХ и EGR.Наконец, механические топливные насосы высокого давления, по-видимому, являются ранней точкой отказа современных серийных автомобилей. Помните, что насос низкого давления должен работать правильно, чтобы насос высокого давления работал. Все специалисты по запчастям также должны знать, что многие производители могут потребовать полной замены топливной рампы при замене одной топливной форсунки по соображениям безопасности. Как и в случае с любой новой технологией, информационная система профессионального уровня жизненно важна для успешной диагностики исходной проблемы и завершения успешного ремонта.
Страница не найдена! — ConsuLab
JavaScript отключен
Поскольку этот веб-сайт был протестирован без JavaScript, для некоторых функций потребуется JavaScript. Пожалуйста, включите свой JavaScript.Страница не найдена!
Страница gdihandoutrev20161e.pdf не может быть найден. Пожалуйста, свяжитесь с нами по этому поводу.
Отзывы
Я хочу поблагодарить вас за EM-2000-OT A / C SYSTEM TRAINER W / ORIFICE TUBE, который вы продали колледжу Сан-Хасинто. Я преподавал в классе HVAC, в котором участвовали первокурсники средней школы. Учащимся приходилось ждать от 3 до 5 недель, чтобы получить учебники. Тренер оказался бесценным; Я смог обучить всем основным концепциям на этой машине.
Дэвид Энгель, колледж Сан-ХасинтоПартнеры
Все партнерыКонсулаб
Consulab производит учебные материалы, адаптированные к потребностям технических и профессиональных школ в области транспортных технологий, электротехники.
Учить большеКонтакт
+1 (800) 567-0791. 20–17: 00
EST 4210 Jean-Marchand Street
Quebec City, QC. Канада, G2C 1Y6
Авторские права © Consulab, 2021. Все права защищены.
Как спиртосодержащее топливо может снизить выбросы в бензиновых двигателях с прямым впрыском? — Анализ
Какова цель этого проекта?
Бензиновые двигатели с прямым впрыском (GDI) могут снизить расход топлива и выбросы парниковых газов, но могут выделять больше твердых частиц (PM), чем автомобили с двигателями с левым впрыском топлива (PFI).Этот проект был направлен на определение того, как использование спиртового топлива влияет на выбросы двигателей GDI. Исследуемые виды топлива включали этанол, метанол и изобутанол, а также их смеси с бензином. Также было исследовано влияние бензиновых сажевых фильтров (GPF) и режима старт-стоп на выбросы от двигателей GDI с различными видами топлива, а также возможность образования вторичного органического аэрозоля в камере смога и генотоксичность выбросов.
Как можно объяснить эту технологию старшекласснику?
Технология GDI, которая используется в двигателях внутреннего сгорания, работающих на бензине, включает создание воздушно-топливной смеси внутри цилиндра двигателя путем впрыска бензина под высоким давлением непосредственно в воздух, находящийся в цилиндре.Двигатели GDI потребляют меньше топлива, чем традиционные бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Спиртовое топливо имеет более высокую эффективность сгорания, чем бензин и дизельное топливо, и может снизить загрязнение воздуха.
В чем ценность этого проекта для общества?
- улучшает понимание образования частиц в двигателях GDI и способов снижения выбросов твердых частиц
- улучшает понимание влияния спиртового топлива на экономию топлива, выбросы парниковых газов и загрязнители воздуха
- дает научную информацию о том, как двигатели GDI и спирт топливо влияет на окружающую среду и здоровье человека.
На какой стадии разработки находится этот проект?
Этот проект, начатый в 2016 году, был завершен в ноябре 2019 года. Он продемонстрировал потенциал спиртового топлива для снижения выбросов газообразных веществ и твердых частиц из двигателей GDI при сохранении топливной эффективности двигателя GDI. Первоначальные исследования показали преимущества использования спиртового топлива в тандеме с другими технологиями, такими как бензиновые фильтры твердых частиц и режим start-stop. По мере развития этих технологий в ходе текущих исследований будут проанализированы преимущества использования спиртового топлива в сочетании с двигателями и технологиями контроля выбросов.
Какая государственная политика может вывести это из лаборатории на рынок?
- внедрение более строгих правил и стандартов для контроля выбросов твердых частиц
- соблюдение правил парниковых газов и экономии топлива
- расширение правил использования возобновляемых источников топлива.
Основы прямого впрыска | HowStuffWorks
Непрофессионалу лабиринт шлангов, жгутов проводов, коллекторов и трубок под капотом автомобиля может показаться устрашающим.Но когда дело доходит до бензинового двигателя, просто знайте следующее: для работы ему нужны топливо, воздух (если быть точным, кислород) и искра.
Двумя наиболее важными различиями между двигателем с прямым впрыском и стандартным бензиновым двигателем являются способ подачи топлива и его смешивание с поступающим воздухом. Эти основные предпосылки имеют огромное значение для общей эффективности двигателя.
Прежде чем мы заглянем внутрь двигателя с непосредственным впрыском, давайте посмотрим на короткую секунду из жизни стандартного бензинового двигателя (для более полного взгляда на бензиновый двигатель, ознакомьтесь с разделом «Как работают автомобильные двигатели»).Сначала топливо проходит через насос из топливного бака по топливопроводу в топливные форсунки, которые установлены в двигателе. Форсунки распыляют бензин во впускной коллектор, где топливо и воздух смешиваются в мелкий туман. Через точно определенные промежутки времени открываются впускные клапаны, соответствующие различным цилиндрам двигателя. Когда впускной клапан цилиндра открывается, поршень в этом цилиндре опускается, всасывая топливно-воздушный туман из воздушного коллектора вверху в нижнюю камеру. Когда поршень снова поднимается вверх, он сжимает (сжимает) топливно-воздушную смесь, пока она не станет почти в девять раз плотнее, чем была вначале.Затем загорается свеча зажигания этого цилиндра, воспламеняя камеру до высокого давления и высокой энергии. Этот небольшой удар толкает поршень обратно вниз с огромной силой, заставляя его вращать коленчатый вал и в конечном итоге передавать мощность на колеса.
Понял? Довольно сложно, да? Это работает, но с инженерной точки зрения оставляет желать лучшего и довольно расточительно.
Однако с двигателем с непосредственным впрыском топливо пропускает шаг и добавляет немного эффективности.Вместо того, чтобы болтаться во впускном коллекторе, топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания. С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сжигается именно там, где необходимо, и тогда, когда это необходимо [источник: Fueleconomy.gov].
Чтобы узнать больше о том, что делает двигатели с прямым впрыском топлива более эффективными, перейдите на следующую страницу.
Под кожей: почему большее давление означает более чистые бензиновые двигатели
Прямой впрыск бензина (также известный как непосредственный впрыск бензина или GDI) быстро становится лучшим другом производителей автомобилей.Он обеспечивает лучшую экономию топлива и снижает выбросы CO2 при улучшении крутящего момента на низких оборотах, но, как и большинство других вещей, он не идеален. Двигатели GDI производят больше твердых частиц по количеству (PN) и массе (PM), чем традиционный двигатель с впрыском воздуха.
Один из способов исправить это — использовать системы впрыска топлива под более высоким давлением. Современные системы GDI работают при давлении 200 бар, но первая в отрасли система от Delphi Technologies — это система на 350 бар. Delphi, Magneti Marelli и Bosch также работают над будущими системами на 500 бар. Но во-первых: что такого особенного в двигателях GDI, что заставляет их генерировать больше твердых частиц, чем обычные двигатели с впрыском портов? Топливо идентичное, в чем разница?
Традиционный метод впрыскивает дозированный туман топлива в каждое впускное отверстие, когда поршни втягивают воздух на такте впуска.Топливо устремляется через впускной коллектор, испаряясь в потоке воздуха, и попадает внутрь цилиндра в виде прекрасного, равномерно перемешанного (гомогенного) заряда, готового к воспламенению.
ДвигателиGDI, с другой стороны, втягивают только свежий воздух и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания, поскольку воздух внутри цилиндра сжимается, непосредственно перед тем, как должно произойти сгорание. Впускные отверстия предназначены для подачи воздуха в цилиндр, поэтому топливо поступает в середину крошечной вихревой бури, которая смешивает воздух и топливо.Но для испарения капель топлива по-прежнему остается гораздо меньше времени, чем во время этого долгого путешествия, которое они совершают, попадая в двигатель с впрыском через порт, а неполное испарение капель топлива означает большее количество твердых частиц.
Повышение давления впрыска топлива для уменьшения размера капель топлива приводит к лучшему испарению за более короткое время, допускаемое внутри двигателя GDI. Компания Delphi утверждает, что ее первая в отрасли система с давлением 350 бар уменьшает размер и количество частиц до 70%, а ее будущая система с давлением 500 бар превосходит предыдущую еще на 50%.Но сделать это не так просто, как кажется — вопрос не только в открытии крана.
Для начала, чем выше давление, тем больше энергии требуется для его создания, что потребляет небольшую часть мощности двигателя и оказывает небольшое влияние на экономию топлива. Он также может создавать больше шума и подвергать гораздо большую нагрузку всем компонентам впрыска. Новые, более мощные форсунки более точно дозируют топливо, а также справляются с дополнительным давлением и изменениями деталей в топливной рампе (трубке), которая питает форсунки.
Новая конструкция инжекторного насосаDelphi обеспечивает дополнительное давление без увеличения шума и минимизации энергопотребления. Это также позволяет избежать увеличения нагрузки на приводной механизм и последующих дорогостоящих модификаций самого двигателя. Система на 350 бар от Delphi — это первый шаг, и в ближайшие пару лет другие крупные поставщики должны появиться еще больше — как на 350, так и на 500 бар.
Сажевые фильтры, подобные этому от Porsche, уже устанавливаются на новые автомобили, чтобы снизить выбросы твердых частиц, выходящих из двигателя, на 90%.Фильтры плотно соединены и установлены очень близко к двигателю, поэтому они быстро «загораются» (нагреваются и начинают работать). Они также используются в качестве трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов, уже установленных на автомобилях с бензиновыми двигателями, для очистки от оксидов азота (NOx), оксида углерода (CO) и углеводородов (HC).
Выбросы твердых частиц бензиновыми двигателями с прямым впрыском: обзор соблюдения действующих норм выбросов производителями автомобилей
Обзор
.2020 20 мая; 718: 137302. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.137302. Epub 2020 13 февраля.Принадлежности Расширять
Принадлежности
- 1 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.Электронный адрес: [email protected].
- 2 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай. Электронный адрес: [email protected].
- 3 Кафедра машиностроения и ядерной инженерии, Университет Шарджи, а / я 27272, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты; Группа исследований устойчивого развития энергетики, Научно-исследовательский институт науки и техники (RISE), Университет Шарджи, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты.Электронный адрес: [email protected].
- 4 Группа исследований возобновляемой энергии, Северный технический университет, 36001 Киркук, Ирак. Электронный адрес: [email protected].
- 5 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.
- 6 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.Электронный адрес: [email protected].
Элемент в буфере обмена
Обзор
Омар И Авад и др. Sci Total Environ. .
Показать детали Показать вариантыПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
.2020 20 мая; 718: 137302. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2020.137302. Epub 2020 13 февраля.Принадлежности
- 1 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.Электронный адрес: [email protected].
- 2 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай. Электронный адрес: [email protected].
- 3 Кафедра машиностроения и ядерной инженерии, Университет Шарджи, а / я 27272, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты; Группа исследований устойчивого развития энергетики, Научно-исследовательский институт науки и техники (RISE), Университет Шарджи, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты.Электронный адрес: [email protected].
- 4 Группа исследований возобновляемой энергии, Северный технический университет, 36001 Киркук, Ирак. Электронный адрес: [email protected].
- 5 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.
- 6 Государственная ключевая лаборатория автомобильной безопасности и энергетики, Университет Цинхуа, Пекин, 100084, Китай.Электронный адрес: [email protected].
Элемент в буфере обмена
Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplayПоказать варианты
Формат АннотацияPubMedPMID
Абстрактный
Прямой впрыск бензина (GDI), который является одной из технологий впрыска топлива, широко используемых в двигателях внутреннего сгорания, является жизнеспособной альтернативой технологии впрыска топлива в порт в автомобилях с бензиновым двигателем премиум-класса; кроме того, он обеспечивает лучшую экономию топлива, более высокий термический КПД и большую выходную мощность.Однако выбросы твердых частиц из современных двигателей GDI представляют опасность для окружающей среды и здоровья. В результате на производство / установку двигателей GDI накладываются строгие законы о выбросах. В этом исследовании рассматриваются массы частиц (PM) и числа частиц (PN) различных двигателей GDI. Обсуждаются основные положения и основные положения текущих и будущих нормативов по выбросам ТЧ (законодательство по двигателям Euro 5-6 и Китай 5-6 GDI). В дополнение к влиянию холодного пуска и оксигенированного топлива на выбросы ТЧ в этой статье также рассматривается влияние параметров двигателя.Еще одна область обсуждения — технология фильтрации твердых частиц как решение для борьбы с загрязнением. Опасения по поводу выбросов ТЧ от двигателей GDI концептуально аналогичны опасениям относительно выбросов от дизельных двигателей. Наконец, в этом документе обсуждаются технические и коммерческие аспекты использования технологии контроля твердых частиц в двигателях GDI, таких как бензиновые фильтры для твердых частиц, в качестве специализированных устройств фильтрации GDI.
Ключевые слова: Холодный пуск; Бензин с прямым впрыском; Кислородное топливо; Выбросы твердых частиц; Регулирование твердых частиц.
Авторские права © 2020. Опубликовано Elsevier B.V.
Заявление о конфликте интересов
Заявление о конкурирующих интересах Авторы подтверждают, что нет известных конфликтов интересов, связанных с этой публикацией, и не было значительной финансовой поддержки этой работы, которая могла бы повлиять на ее результат.
Похожие статьи
- Выбросы из выхлопной трубы от автомобилей с прямым впрыском бензина (GDI) и впрыском топлива в порт (PFI) как при низких, так и при высоких температурах окружающей среды.
Чжу Р., Ху Дж., Бао Икс, Хэ Л, Лай И, Цзу Л, Ли И, Су С. Чжу Р. и др. Environ Pollut. 2016 сентябрь; 216: 223-234. DOI: 10.1016 / j.envpol.2016.05.066. Epub 2016 3 июня. Environ Pollut. 2016 г. PMID: 27267738
- Сравнение выбросов транспортных средств с прямым впрыском бензина (GDI) и портовым впрыском топлива (PFI): стандарты сертификации выбросов, холодный запуск, возможность образования вторичных органических аэрозолей и потенциальные воздействия на климат.
Салиба Г., Салех Р., Чжао Ю., Престо А.А., Ламбе А.Т., Фродин Б., Сардар С., Мальдонадо Х., Мэддокс С., Мэй А.А., Дрозд Г.Т., Голдштейн А.Х., Рассел Л.М., Хаген Ф., Робинсон А.Л. Салиба Г. и др. Environ Sci Technol. 6 июня 2017 г .; 51 (11): 6542-6552. DOI: 10.1021 / acs.est.6b06509. Epub 2017 9 мая. Environ Sci Technol. 2017 г. PMID: 28441489
- Обзор современного состояния технологий сажевых фильтров в двигателях внутреннего сгорания.
Гуань Б., Чжан Р., Линь Х, Хуан З. Гуан Б. и др. J Environ Manage. 2015 1 мая; 154: 225-58. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2015.02.027. Epub 2015 2 марта. J Environ Manage. 2015 г. PMID: 25743879 Рассмотрение.
- Оценка климатических компромиссов бензиновых двигателей с прямым впрыском.
Циммерман Н., Ван Дж. М., Чон Ч., Уоллес Дж. С., Эванс Дж. Дж.Циммерман Н. и др. Environ Sci Technol. 2016 2 августа; 50 (15): 8385-92. DOI: 10.1021 / acs.est.6b01800. Epub 2016 13 июля. Environ Sci Technol. 2016 г. PMID: 27406325
- Дизельные двигатели: воздействие на окружающую среду и контроль.
Ллойд AC, Cackette TA. Ллойд А.С. и др. J Air Waste Manag Assoc. 2001 июн; 51 (6): 809-47. DOI: 10.1080 / 10473289.2001.10464315.J Air Waste Manag Assoc. 2001 г. PMID: 11417675 Рассмотрение.
Процитировано
1 артикул- Влияние COVID-19 на социальную, экономическую, экологическую и энергетическую сферу: уроки, извлеченные из глобальной пандемии.
Mofijur M, Fattah IMR, Alam MA, Islam ABMS, Ong HC, Rahman SMA, Najafi G, Ahmed SF, Uddin MA, Mahlia TMI.Mofijur M, et al. Sustain Prod Consum. 2021 Апрель; 26: 343-359. DOI: 10.1016 / j.spc.2020.10.016. Epub 2020 14 октября. Sustain Prod Consum. 2021 г. PMID: 33072833 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.
LinkOut — дополнительные ресурсы
Полнотекстовые источники
Исследовательские материалы
Разное
цитировать
КопироватьФормат: AMA APA ГНД NLM
.