Непосредственный впрыск топлива дизельного двигателя: Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях

Содержание

Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях

Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях

Она же Common rail (коммонрэйл) (англ. общая магистраль) — современная технология систем подачи топлива в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Схема топливной системы в двигателях Common rail

В системе Common rail насос нагнетает топливо под высоким давлением (до 2000 бар, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль.

Форсунка системы Common rail

Управляемые электроникой форсунки с электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами впрыскивают топливо в цилиндры. В зависимости от конструкции, форсунки производят от 2 до 9 впрысков за 1 цикл. Точный расчёт угла начала впрыска и количества впрыскиваемого топлива позволяют дизельным двигателям выполнить возросшие экологические и экономические требования. Кроме того дизельные двигатели с системой Common rail по своим мощностным и динамическим характеристикам вплотную приблизились, а в некоторых случаях превзошли бензиновые двигатели.

Носители системы

Система Common rail распространена на большинстве тягачей, выпущенных после 1996 года[источник не указан 187 дней]. Кроме тягачей она встречается и на легковых автомобилях с дизельными двигателями.

Также применяются коммонрэйл-двигатели и в легковых автомобилях, например:

  • в автомобилях концерна BMW:
  • в автомобилях концерна Toyota:
  • в автомобилях фирмы Mitsubishi:
  • в автомобилях фирмы Kia:
  • в автомобилях фирмы Alfa-Romeo:
    • Alfa-Romeo 146
    • Alfa-Romeo 147
    • Alfa-Romeo 156

Интересные факты

  • Разработчиком первой системы для коммерческого использования является фирма BOSCH, однако первый конвейерный автомобиль с этой системой был выпущен фирмой HINO с топливной аппаратурой DENSO.
  • Разработки аккумуляторных систем питания проводились ещё в середине 20-го века, однако ввиду недостаточного развития электроники в те времена удачных реализаций подобных систем не было.
  • В настоящее время подавляющее большинство производителей дизельных двигателей используют аппаратуру Common Rail ввиду того, что предыдущие поколения топливных аппаратур не в состоянии обеспечить современные жёсткие экологические требования.
Категории:
  • Автомобиль
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Топливная аппаратура

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Common Intermediate Language
  • Commonwealth Bank Tournament of Champions 2010

Полезное


Смотреть что такое «Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях» в других словарях:

  • Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях

    — Система непосредственного впрыска топлива (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI))  Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены в головке …   Википедия

  • Система непосредственного впрыска топлива — (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI))  Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива… …   Википедия

  • Mercedes-Benz W210 — Mercedes Benz W210 …   Википедия

  • BMW — (БМВ) Компания BMW, история компании, деятельность компании Компания BMW , история компании, деятельность компании, руководство компании Содержание Содержание Определение Название Собственники и руководство История До Второй мировой После Второй… …   Энциклопедия инвестора

Система питания с непосредственным впрыском топлива.


Системы питания инжекторных двигателей




Непосредственный впрыск топлива

Система непосредственного впрыска инжекторных двигателей аналогична по конструкции системе питания дизельных двигателей Common Rail, предложенной в конце 60-х годов прошлого столетия швейцарским инженером Робертом Хубером, и завоевавшей в настоящее время широкую популярность, активно вытесняя классическую систему питания дизелей благодаря существенным достоинствам.

Слабым местом всех систем непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя является низкая эффективность смесеобразования – для того, чтобы топливо достаточно быстро сгорало, необходимо его тщательно перемешать с воздухом. По понятным причинам, системы с внешним смесеобразованием в этом плане имеют существенное преимущество, поскольку топливо и воздух перемешиваются еще до подачи в цилиндры двигателя и горение протекает интенсивнее.

Поэтому конструкторам, разрабатывающим дизельные двигатели и бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива, приходится решать достаточно сложную задачу – как в сотые доли секунды получить внутри цилиндра равномерно распределенную по камере сгорания топливовоздушную смесь требуемого состава и качества.

Одним из путей решения проблемы является повышение давления топлива, впрыскиваемого форсункой в цилиндр двигателя. Топливо, вырывающееся под большим давлением из сопла распылителя форсунки, распыляется более интенсивно, широким фронтом, распространяясь при этом по камере сгорания и активно смешиваясь с воздухом.
Второй путь интенсификации смесеобразования, над которым работают конструкторы – создание формы камеры сгорания и головки поршня, способствующей завихрению воздуха при сжатии, что тоже способствует перемешиванию бензина и воздуха в цилиндре.

Для инжекторных двигателей с системой питания, использующей непосредственный впрыск, повышение давления впрыска достигается применением топливного насоса высокого давления, необходимость в котором для систем центрального и распределенного впрыска отсутствует.

Конечно же, топливная аппаратура высокого давления ложится определенным бременем на стоимости всей системы питания, что является одним из недостатков системы непосредственного впрыска, тем не менее, достоинства такой системы тоже очевидны. Двигатель, использующий непосредственный впрыск бензина, экономичнее и экологичнее аналогичных двигателей с внешним впрыском, кроме того, он меньше склонен к детонационным явлениям во время работы.

Итак, для того чтобы обеспечить качественное смесеобразование внутри цилиндра, необходимо повысить давление впрыска. Поэтому в системе непосредственного впрыска топлива насос низкого давления подает топливо через фильтр к насосу высокого давления, который создает в аккумуляторе (накопитель, где топливо находится под высоким давлением) давление 5…13 МПа.
При превышении давления специальный регулятор перепустит избыточное топливо на вход насоса высокого давления. Значение давления в аккумуляторе (накопителе) регистрируется датчиком давления и подается на электронный блок управления (

ЭБУ). Топливо из аккумулятора подается к электромагнитным форсункам, которые включаются по команде от микропроцессора.



Благодаря впрыску топлива сразу после подачи искры в цилиндре обеспечивается воспламенение топливовоздушной смеси нормального состава, который поддерживает ЭБУ. При этом в удаленных от электродов зонах состав горючей смеси остается обедненным и даже бедным (в самых крайних зонах). Таким образом, при непосредственном впрыске образуется неравномерный состав топливовоздушной смеси по всему объему камеры сгорания.

Из возникшего у электродов свечи зажигания очага горения фронт пламени распространяется в периферийные зоны, где воспламеняет бедные составы смеси с коэффициентом избытка воздуха α≥2.
В результате существенно повышается топливная экономичность двигателя и снижается вероятность возникновения детонации.

По сравнению с системой распределенного впрыска система непосредственного впрыска обладает следующими недостатками:

  • более высокая стоимость из-за наличия аппаратуры высокого давления;
  • сложные температурные условия работы форсунки, распылитель которой расположен в камере сгорания;
  • сложная форма камеры сгорания, необходимая для лучшего перемешивания воздуха и бензина;
  • повышенные требования к бензину (ограничение содержания серы) и качеству его очистки.

Кроме того, использование насосов высокого давления или насос-форсунок традиционных конструкций осложняется отсутствием у бензина смазывающих свойств.

Тем не менее, благодаря описанным выше преимуществам, в первую очередь – высокой экономичности, система непосредственного впрыска все шире применяется производителями автомобилей и завоевывает популярность у автомобилистов. Можно предположить, что с развитием и совершенствованием технологий изготовления точных деталей системы с непосредственным впрыском займут лидирующие позиции в конструкциях бензиновых автомобильных двигателей.

***

Механическая система впрыска K-Jetronic


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Какие дизельные системы впрыска, более эффективны — IDI или DI | Pit stop

Непрямой впрыск или дизели IDI (Indirect Injection) были распространены в 80-х и начале 90-х годов, но были заменены более эффективным прямым впрыском или двигателями DI (Direct Injection).

Названия могут ввести в заблуждение, так как разница между двумя двигателями заключается не в том, как вводится топливо, а в том, куда оно вводится. Двигатели IDI и DI имеют разные конструкции камер сгорания, более поздние DI, имеют более традиционный дизайн, в то время как в IDI используется предварительная камера (форкамера), в которую впрыскивается топливо перед тем, как отправиться в основную камеру сгорания.

Прямой впрыск (DI):

В двигателях с прямым впрыском, форсунки непосредственно впрыскивают топливо в основную камеру сгорания (которая представляет собой зазор между цилиндром и поршнем), где оно проникает в горячую массу сжатого воздуха.

Основные особенности DI:

1. Давление впрыска (21 кг / см2) оно намного выше по сравнению с IDI, поскольку распыление топлива зависит исключительно от давления впрыска.

2. Этот тип двигателей лучше запускается на холоде.

3. Форсунка впрыска топлива, имеет несколько отверстий, так как необходимо большее распыление и перемешивание.

4. Тепловая эффективность выше по сравнению с двигателем IDI.

Непрямой впрыск (IDI):

В основном используются два варианта IDI: камера предварительного сгорания (форкамера) и воздушная камера.

Камера предварительного сгорания:

Топливо впрыскивается в небольшую предкамеру, соединенную с цилиндром через узкий проход. Во время процесса сжатия воздух проходит через этот проход, создавая энергичное завихрение в предкамере. Затем топливо подается в предварительную камеру, и там происходит воспламенение. Комбинация быстро закрученного воздуха в предкамере и реактивное расширение газов сгорания (из предварительной камеры — в цилиндр), усиливают смешивание и сжигание, топлива и воздуха.

Но высокоскоростной поток воздуха, проходя через узкий проход, соединяющий главный цилиндр с форкамерой, а также интенсивное завихрение в самой предварительной камере, заставляет воздух терять значительно больше тепла во время сжатия, чем в двигателе DI. В сочетании с перепадом давления в основной и предварительной камерах, приводит к тому, что температуре воздуха после сжатия, намного ниже, чем в аналогичном двигателе с прямым впрыском DI.

Воздушная камера:

В некоторых конструкциях небольшая камера предусмотрена в поршне. Она называется воздушной ячейкой. Поршень сжимает воздух во время такта сжатия и вталкивает его в воздушную камеру. По мере того, как поршень перемещается вниз, давление в цилиндре падает, что выводит поток горячего воздуха из воздушной камеры, в камеру сгорания, это действие создает турбулентность, которая еще больше и лучше смешивает воздух и топливо, и завершает сгорание.

Некоторые особенности IDI:

1. Давление впрыска намного ниже по сравнению с DI.

2. Свеча накаливания требуется для запуска двигателя при холодном запуске.

3. Используется однонаправленное сопло.

4. Тепловые потери связаны с большой площадью, поэтому тепловая эффективность уменьшается по сравнению с DI.

5. Более высокая степень сжатия в IDI, по сравнению с DI.

ПРЯМОЙ или НЕПРЯМОЙ ВПРЫСК

Поскольку для быстрого воспламенения топлива требуется определенная температура воздуха, двигателю IDI требуется более высокая степень сжатия для достижения желаемой температуры воздуха в предкамере. Двигатели IDI работают при коэффициентах сжатия от 20: 1 до 24: 1; в то время как двигатели DI работают при соотношениях от 15: 1 до 18: 1. Потери тепла, которые требуют этих более высоких коэффициентов сжатия, имеют другой, более важный эффект: они снижают эффективность двигателя. Двигатели IDI обычно достигают топливной эффективности, которая на 10-20% ниже, по сравнению с аналогичными двигателями DI.

Даже при более высоких коэффициентах сжатия двигатели с непрямым впрыском IDI могут долго запускаться, поэтому большинство двигателей IDI используют свечи накаливания, чтобы нагреть воздух в предкамере и облегчить запуск. Свечи накаливания, которые представляют собой небольшие резистивные нагреватели, обычно питаются только в течение первых нескольких минут работы двигателя.

С отрицательными характеристиками, более жесткого запуска и более низкой эффективности, можно задаться вопросом, почему же дизельные двигатели IDI, до сих пор вообще используются. Ответ — скорость двигателя.

Когда двигатель становится меньше, он должен работать на более высоких скоростях, чтобы генерировать желаемую мощность. По мере увеличения частоты вращения двигателя на каждый цикл двигателя требуется меньше времени для впрыска, смешивания и сжигания топлива. В результате более высокие скорости смешивания, создаваемые конструкциями IDI, становятся необходимыми для достижения лучшего сгорания при более высоких оборотах двигателя. Дизели IDI чаще всего используются в небольших легковых и легких грузовых автомобилях.

Также, читайте статьи, —

«Что вы должны знать о дизельных двигателях«

«Преимущества и недостатки дизельного двигателя«

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop, ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё будет много нового и интересного!

Дизельный двигатель типы дизельного двигателя и принцип его работы

Топливо в дизельных двигателях воспламеняется от соприкосновения со сжатым воздухом.

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30% энергии топлива в полезную механическую работу. Стандартный дизельный двигатель обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40%, а с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50% (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт*ч, достигая эффективности 54,4%). Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла (даже на подсолнечном масле дизель может работать практически без потери мощности).

Дизельный двигатель не способен развивать высокие обороты— смесь не успевает догореть в цилиндрах, что приводит к снижению удельной мощности двигателя на 1 л объёма, а значит, и к снижению удельной мощности на 1кг массы двигателя. Это послужило причиной малого распространения дизелей в авиации (только некоторые бомбардировщики Юнкерс, а также советский тяжелый бомбардировщик Пе-8 и Ер-2, оснащавшиеся авиационными дизелями АЧ-30 и АЧ-40 конструкции А.Д.Чаромского и Т.М.Мелькумова). На максимальной эксплуатационной мощности смесь в дизеле не догорает, приводя к выбросу облаков сажи (есть народная поговорка «тепловоз дает медведя»).
Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива. Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов, так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя.

По сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода (СО), но теперь, в связи с применением каталитических конвертеров на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах— это углеводороды (НС или СН) , оксиды (окислы) азота (Nox) и сажа (или её производные) в форме чёрного дыма. Они могут привести к астме и раку лёгких. Больше всего загрязняют атмосферу дизели грузовиков и автобусов, которые часто являются старыми и неотрегулированными.
Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность восгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется система зажигания, попросту говоря, у дизеля нет свечей зажигания. Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого применения дизелей на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за утечек топлива. Меньшая пожароопасность дизельного двигателя в боевых условиях является мифом, поскольку при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, сильно превышающую температуру вспышки паров дизельного топлива и так же способны достаточно легко поджечь вытекшее горючее. Детонация смеси паров дизельного топлива с воздухом в пробитом топливном баке по своим последствиям сравнима со взрывом боекомплекта, в частности, у танков Т-34 она приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верхней лобовой детали бронекорпуса. С другой стороны, дизельный двигатель в танкостроении уступает карбюраторному в плане удельной мощности (мощности, снимаемой с единицы массы мотора), а потому в ряде случаев (высокая мощность при малом объёме моторного отделения) более выигрышным может быть использование именно карбюраторного силового агрегата.

Конечно, существуют и недостатки, среди которых характерный стук дизельного двигателя при его работе и маслянистость топлива. Однако, они замечаются в основном владельцами автомобилей с дизельными двигателями, а для стороннего человека практически незаметны.

Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартера большой мощности, помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте и регулировке топливной аппаратуры (ТНВД), так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов («катализатор» в просторечии), работающих при температуре отработавших газов свыше 300°C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой «Common-rail» системы. В данном типе дизелей впрыск топлива осуществляется электрически управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса.

Так что, по сложности современный и экологически такой же чистый, как и бензиновый дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар, то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого «сажевого фильтра». «Сажевый фильтр» представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов.

В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в «сажевом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки «сажевого фильтра» путём так называемой «постинжекции», то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонаддува (или даже двойного наддува), а в последние годы— и так называемого «интеркулера»— то есть устройства, охлаждающего сжатый турбонагнетателем воздух. Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

В своей основе конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового инжекторного двигателя. Однако, аналогичные детали у дизеля обычно тяжелее и более устойчивы к высокому давления сжатия, имеющим место у дизеля. Головки поршней, однако, специально разработаны под особенности сгорания в дизельных двигателях и часто (но не всегда) рассчитаны на повышенную степень сжатия. Кроме того, головки поршней в дизельном двигателе находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Во многих случаях головки поршней содержат в себе камеру сгорания.

КОНСТРУКЦИЯ
Особенности двигателя

Как уже отмечалось, конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако аналогичные детали у дизеля существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — ведь степень сжатия у него намного выше (16-24 единиц против 9-11 у бензинового). Характерная деталь в конструкции дизелей — это поршень. Форма днища поршней у дизелей определяется типом камеры сгорания, поэтому по форме легко определить, какому двигателю принадлежит данный поршень. Во многих случаях днище поршня содержит в себе камеру сгорания. Днища поршней находятся выше верхней плоскости блока цилиндров, когда поршень находится в верхней точке своего хода. Так как воспламенение рабочей смеси осуществляется от сжатия, в дизелях отсутствует система зажигания, хотя свечи могут применяться и на дизеле. Но это не свечи зажигания, а свечи накаливания, которые предназначены для подогрева воздуха в камере сгорания при холодном пуске двигателя.

Технические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя в первую очередь зависят от типа камеры сгорания и системы впрыскивания топлива.

Типы камер сгорания

Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные.
Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.

При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью.
Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.
Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Недостатком дизельных двигателей с разделенной камерой сгорания являются: увеличение расхода топлива вследствие потерь из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества.

Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня. До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на низкооборотистых дизелях большого объема (проще говоря, на грузовиках). Хотя такие двигатели экономичнее моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.

Система питания дизеля

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Топливный насос высокого давления (ТНВД), принимая горючее из бака от подкачивающего насоса (низкого давления), в требуемой последовательности поочередно нагнетает нужные порции солярки в индивидуальную магистраль гидромеханической форсунки каждого цилиндра. Такие форсунки открываются исключительно под воздействием высокого давления в топливной магистрали и закрываются при его снижении.

Существует два типа ТНВД: рядные многоплунжерные и распределительного типа. Рядный ТНВД состоит из отдельных секций по числу цилиндров дизеля, каждая из которых имеет гильзу и входящий в нее плунжер, который приводится в движение кулачковым валом, получающим вращение от двигателя. Секции таких механизмов расположены, как правило, в ряд, отсюда и название — рядные ТНВД. Рядные насосы в настоящее время практически не применяются ввиду того, что они не могут обеспечить выполнение современных требований по экологии и шумности. Кроме того, давление впрыска таких насосов зависит от оборотов коленвала.

Распределительные ТНВД создают значительно более высокое давление впрыска топлива, нежели насосы рядные, и обеспечивают выполнение действующих нормативов, регламентирующих токсичность выхлопа. Этот механизм поддерживает нужное давление в системе в зависимости от режима работы двигателя. В распределительных ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам. Эти насосы компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах. В то же время они предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.

Ужесточение в начале 90-х законодательных экологических требований, предъявляемых к дизелям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать топливоподачу. Сразу же стало ясно, что с устаревшей механической системой питания эту задачу не решить. Традиционные механические системы впрыска топлива имеют существенный недостаток: давление впрыска зависит от частоты вращения двигателя и нагрузочного режима. Это значит, что при низкой нагрузке давление впрыска падает, в результате топливо при впрыске плохо распыляется, попадая в камеру сгорания слишком крупными каплями, которые оседают на ее внутренних поверхностях. Из-за этого уменьшается КПД сгорания топлива и повышается уровень токсичности отработанных газов.

Кардинально изменить ситуацию могла только оптимизация процесса горения топливовоздушной смеси. Для чего надо заставить весь её объём воспламениться в максимально короткое время. А здесь необходима высокая точность дозы и точность момента впрыскивания. Сделать это можно, только подняв давление впрыска топлива и применив электронное управление процессом топливоподачи. Дело в том, что чем выше давление впрыска, тем лучше качество его распыления, а соответственно – и смешивания с воздухом. В конечном итоге это способствует более полному сгоранию топливовоздушной смеси, а значит и уменьшению вредных веществ в выхлопе. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же повышенное давление в обычном ТНВД и всей этой системе? Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как «волновое гидравлическое давление». При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают волны давления, «бегающие» по топливопроводу. И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов.

В результате были разработаны два новых типа систем питания – в первом форсунку и плунжерный насос объединили в один узел (насос-форсунка), а в другом ТНВД начал работать на общую топливную магистраль (Common Rail), из которой топливо поступает на электромагнитные (или пьезоэлектрические) форсунки и впрыскивается по команде электронного блока управления. Но с принятием Евро 3 и 4 и этого оказалось мало, и в выхлопные системы дизелей внедрили сажевые фильтры и катализаторы.

Насос-форсунка устанавливается в головку блока двигателя для каждого цилиндра. Она приводится в действие от кулачка распределительного вала с помощью толкателя. Магистрали подачи и слива топлива выполнены в виде каналов в головки блока. За счет этого насос-форсунка может развить давление до 2200 бар. Дозированием топлива, сжатого до такой степени и управлением угла опережения впрыска занимается электронный блок управления, выдавая сигналы на запорные электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны насос-форсунок. Насос-форсунки могут работать в многоимпульсном режиме (2-4 впрыска за цикл). Это позволяет произвести предварительный впрыск перед основным, подавая в цилиндр сначала небольшую порцию топлива, что смягчает работу мотора и снижает токсичность выхлопа. Недостаток насос-форсунок – зависимость давления впрыска от оборотов двигателя и высокая стоимость данной технологии.

Система питания Common Rail используется в дизелях серийных моделей с 1997 года. Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска. Система Common Rail состоит из резервуара – аккумулятора высокого давления (иногда его называют рампой), топливного насоса, электронного блока управления (ЭБУ) и комплекта форсунок, соединенных с рампой. В рампе блок управления поддерживает, меняя производительность насоса, постоянное давление на уровне 1600-2000 бар при различных режимах работы двигателя и при любой последовательности впрыска по цилиндрам. Открытием-закрытием форсунок управляет ЭБУ, который рассчитывает оптимальный момент и длительность впрыска, на основании данных целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. Форсунки могут быть электромагнитными, либо более современными- пьезоэлектрическими. Главные преимущества пьезоэлектрических форсунок — высокая скорость срабатывания и точность дозирования. Форсунки в дизелях c Common rail могут работать в многоимпульсном режиме: в ходе одного цикла топливо впрыскивается несколько раз – от двух до семи. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рыбка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно, снижается количество вредных компонентов в выхлопе. Многократная подача топлива за один такт попутно обеспечивает снижение температуры в камере сгорания, что приводит к уменьшению образования окиси азота- одной из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизеля. Характеристики двигателя с Common Rail во многом зависят от давления впрыска. В системах третьего поколения оно составляет 2000 бар. В ближайшее время в серию будет запущено четвертое поколение Common Rail с давлением впрыска 2500 бар.

А теперь посмотрите обучающие и очень интересное видео о дизельном двигателе.


Турбодизель. Система турбонаддува.

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы». Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха — интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20 % увеличить мощность.

Надув позволяет добиться одинаковой мощности с атмосферным мотором при меньшем рабочем объеме, а значит, снизить массу двигателя. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для автомобиля средством повышения «высотности» двигателя — в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности. В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так, ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большой степени форсирования. Такие двигатели имеют повышенную температуру газов в камере сгорания, и чтобы добиться надежной работы поршня, его приходится охлаждать маслом, подаваемым снизу через специальные форсунки.

Система впрыска дизельного двигателя — непосредственный впрыск с роторным насосом ВП 30, 37 и ВП 44

Постоянно растущие цены на топливо заставили производителей активизировать разработку дизельных двигателей. До конца 80-х они играли только на второй скрипке помимо бензиновых двигателей. Основными виновниками были их громоздкость, шум и вибрация, которые не компенсировались даже значительно меньшим расходом топлива. Ситуация должна была усугубиться предстоящими ужесточениями законодательных требований по сокращению выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах. Как и в других сферах, всемогущая электроника протянула руку помощи дизельным двигателям.

В конце 80-х, но особенно в 90-х, постепенно вводилась электронная система управления дизельным двигателем (EDC), что позволило значительно улучшить характеристики дизельных двигателей. Основными преимуществами оказались лучшее распыление топлива, достигаемое за счет более высокого давления, а также впрыск топлива с электронным управлением в соответствии с текущей ситуацией и потребностями двигателя. Из реального опыта многие из нас помнят, какой «попроаск» по-хорошему вызвал ввод в эксплуатацию легендарного двигателя 1,9 TDi. Словно по запаху волшебной палочки, доселе громоздкий 1,9 D / TD превратился в шустрого атлета с крайне низким потреблением энергии.

В этой статье мы расскажем, как работает роторный ТНВД. Сначала мы объясним, как работают роторные насосы с механическим управлением, а затем насосы с электронным управлением. Примером могут служить ТНВД компании Bosch, которая была и остается пионером и крупнейшим производителем систем впрыска для дизельных двигателей легковых автомобилей.

Узел впрыска с роторным насосом подает топливо одновременно во все цилиндры двигателя. Распределение топлива по отдельным форсункам осуществляется распределительным поршнем. В зависимости от движения поршня роторные насосы делятся на аксиальные (с одним поршнем) и радиальные (с двумя-четырьмя поршнями).

Ротационные ТНВД с аксиально-поршневыми и распределителями

Для описания воспользуемся хорошо известной помпой Bosch VE. Насос состоит из подающего насоса, насоса высокого давления, регулятора скорости и переключателя впрыска. Подающий пластинчатый насос подает топливо во всасывающее пространство насоса, откуда топливо поступает в часть высокого давления, где сжимается до необходимого давления. Поршень распределителя совершает скользящее и одновременно вращательное движение. Скользящее движение вызывается осевым кулачком, прочно соединенным с поршнем. Это обеспечивает всасывание и подачу топлива в магистраль высокого давления топливной системы двигателя через нагнетательные клапаны. За счет вращательного движения распределительного поршня достигается то, что распределительная канавка в поршне вращается напротив каналов, через которые линия высокого давления отдельных цилиндров соединяется с напорным пространством насоса над поршнем. Топливо всасывается во время движения поршня к нижней мертвой точке, когда поперечные сечения всасывающего канала и канавки в поршне открыты друг для друга.

Ротационные ТНВД с радиальными поршнями

Ротационный насос с радиальными поршнями обеспечивает более высокое давление впрыска. Такой насос содержит от двух до четырех поршней, которые перемещают кулачковые кольца, закрепленные в поршне в своих цилиндрах, по направлению к переключателю впрыска. У кулачкового кольца столько выступов, сколько у данного цилиндра двигателя. При вращении вала насоса поршни перемещаются по траектории кулачкового кольца с помощью роликов и толкают выступы кулачка в пространство высокого давления. Ротор подающего насоса соединен с приводным валом ТНВД. Подающий насос предназначен для подачи топлива из бака в топливный насос высокого давления под давлением, необходимым для его правильной работы. Подача топлива к радиальным поршням осуществляется через ротор распределителя, который жестко соединен с валом ТНВД. На оси ротора распределителя имеется центральное отверстие, которое соединяет пространство высокого давления радиальных поршней с поперечными отверстиями для подачи топлива от подающего насоса и для выпуска топлива под высоким давлением к форсункам отдельных цилиндров. Топливо выходит в форсунки в момент соединения поперечных сечений расточки ротора и каналов в статоре насоса. Оттуда топливо поступает по трубопроводу высокого давления к отдельным форсункам цилиндров двигателя. Регулирование количества впрыскиваемого топлива происходит за счет ограничения потока топлива, протекающего от подающего насоса к части насоса высокого давления.

Роторные инжекторные насосы с электронным управлением

Наиболее распространенным роторным насосом высокого давления с электронным управлением, используемым в автомобилях в Европе, является серия Bosch VP30, которая создает высокое давление с помощью аксиально-поршневого двигателя, и VP44, в которой он создает нагнетательный насос с двумя или тремя радиальными поршнями. С помощью осевого насоса можно достичь максимального давления на форсунке до 120 МПа, а с помощью радиального насоса — до 180 МПа. Насос управляется электронной системой управления двигателем EDC. В первые годы производства система управления была разделена на две системы, одна из которых управлялась системой управления двигателем, а другая — ТНВД. Постепенно стал использоваться один общий контроллер, расположенный непосредственно на помпе.

Центробежный насос (VP44)

Одним из наиболее распространенных насосов этого типа является радиально-поршневой насос типа VP 44 от Bosch. Этот насос был представлен в 1996 году как система впрыска топлива под высоким давлением для легковых и легких коммерческих автомобилей. Первым производителем, который использовал эту систему, был Opel, который установил насос VP44 в четырехцилиндровый дизельный двигатель своего Vectra 2,0 / 2,2 DTi. Затем последовала Audi с двигателем 2,5 TDi. В этом типе запуск впрыска и регулировка расхода топлива полностью управляются электроникой с помощью электромагнитных клапанов. Как уже упоминалось, вся система впрыска управляется либо двумя отдельными блоками управления, отдельно для двигателя и насоса, либо одним для обоих устройств, расположенных непосредственно в насосе. Блок (-ы) управления обрабатывает сигналы от ряда датчиков, что хорошо видно на рисунке ниже.

С точки зрения конструкции принцип действия насоса по существу такой же, как и у системы с механическим приводом. ТНВД с радиальным распределением состоит из лопастно-камерного насоса с клапаном регулирования давления и дроссельной заслонкой потока. Его задача — всасывание топлива, создание давления внутри гидроаккумулятора (примерно 2 МПа) и дозаправка радиально-поршневым насосом высокого давления, создающим необходимое давление для тонкого распыления-впрыска топлива в цилиндры (примерно до 160 МПа). ). Распределительный вал вместе с насосом высокого давления вращается и подает топливо в отдельные цилиндры форсунок. Быстрый электромагнитный клапан используется для измерения и регулирования количества впрыскиваемого топлива, который управляется сигналами с переменной частотой импульсов через эл. агрегат расположен на насосе. Открытие и закрытие клапана определяет время, в течение которого топливо подается насосом высокого давления. На основе сигналов датчика угла поворота заднего хода (углового положения цилиндра) определяется мгновенное угловое положение приводного вала и кулачкового кольца во время реверсирования, рассчитывается скорость вращения ТНВД (по сравнению с сигналами датчика коленчатого вала) и положение переключатель впрыска в насосе. Электромагнитный клапан также регулирует положение переключателя впрыска, который соответственно вращает кулачковое кольцо насоса высокого давления. В результате валы, приводящие в движение поршни, рано или поздно входят в контакт с кулачковым кольцом, что приводит к ускорению или задержке начала сжатия. Клапан переключения впрыска можно открывать и закрывать непрерывно с помощью блока управления. Датчик угла поворота расположен на кольце, которое вращается синхронно с кулачковым кольцом насоса высокого давления. Импульсный датчик импульсов расположен на приводном валу насоса. Зубчатые точки соответствуют количеству цилиндров в двигателе. При вращении распределительного вала ролики переключения перемещаются по поверхности кулачкового кольца. Поршни проталкиваются внутрь и нагнетают топливо до высокого давления. Сжатие топлива под высоким давлением начинается после открытия электромагнитного клапана по сигналу блока управления. Вал распределителя перемещается в положение перед каналом выпуска сжатого топлива в соответствующий цилиндр. Затем топливо проходит по трубопроводу через обратный дроссельный клапан к форсунке, которая впрыскивает его в цилиндр. Впрыск заканчивается закрытием электромагнитного клапана. Клапан закрывается примерно после преодоления нижней мертвой точки радиальных поршней насоса, начало повышения давления контролируется углом перекрытия кулачков (управляется переключателем впрыска). На впрыск топлива влияют скорость, нагрузка, температура двигателя и давление окружающей среды. Блок управления также оценивает информацию от датчика положения коленчатого вала и угла поворота приводного вала в насосе. По датчику угла блок управления определяет точное положение приводного вала насоса и переключателя впрыска. На основании этих значений блок управления постоянно сравнивает фактическое начало впрыска с заданным производителем значением и при необходимости регулируется момент впрыска.

1. — лопастной экструзионный насос с регулирующим клапаном давления.

2. — датчик угла поворота

3. — элемент управления насосом

4. — насос высокого давления с распределительным валом и сливным клапаном.

5. — переключатель впрыска с клапаном переключения

6. — электромагнитный клапан высокого давления

Осевой насос (VP30)

Аналогичная электронная система управления может быть применена к ротационному насосу с аксиально-поршневыми поршнями, примером является насос Bosch типа VP 30-37, который используется в легковых автомобилях с 1989 года. В осевом топливном насосе VE, управляемом механическим эксцентриковым регулятором. полезный ход и доза топлива определяют положение рычага переключения передач. Разумеется, более точные настройки достигаются с помощью электронного управления. Электромагнитный регулятор в ТНВД представляет собой механический регулятор и его дополнительные системы. Блок управления определяет положение электромагнитного регулятора в ТНВД с учетом сигналов от различных датчиков, контролирующих рабочие характеристики двигателя.

Наконец, несколько примеров упомянутых насосов в конкретных транспортных средствах.

Ротационный топливный насос с аксиально-поршневым двигателем VP30 использует, например, Ford Focus 1,8 TDDi 66 кВт

VP37 использует двигатель 1,9 SDi и TDi (66, 81 кВт).

Ротационный ТНВД с радиальными поршнями VP44 используется в транспортных средствах:

Opel 2,0 DTI 16V, 2,2 DTI 16V

Audi A4/A6 2,5 TDi

BMW 320d (100 кВт)

Похожей конструкции — роторный ТНВД с радиальными поршнями Nippon — Denso в Mazde DiTD (74 кВт).

Подача топлива с непосредственным впрыском.

Подача топлива с непосредственным впрыском.

Подробности

Главным отличием систем непосредственного впрыска от систем с впрыском во впускной коллектор является, то что форсунка впрыскивает топливо непосредственно внутрь цилиндра.

Рис 1 – Подача топлива с непосредственным впрыском.

Впрыск топлива происходит в конце такта сжатия, прежде чем на свече появится искра, воспламеняющая топливную смесь. В момент такта сжатие внутри цилиндра создается повышенное давление, которое необходимо преодолеть форсунке. К тому же время впрыскивания на много короче, чем в предыдущей системе впрыска. В связи с этим конструкторы вынуждены были усложнить данную систему.

Данный принцип сам по себе не нов. Еще в 1937 году похожая конструкция двигателя использовалась в авиации. В 1951 году двухтактный двигатель с искровым зажиганием и мех непосредственным впрыском серийно ставился на Gutbrod, а в 1954 четырехтактный двигатель с непосредственным впрыском и искровым зажиганием появился на Mercedes 300 SL.

Но конструкция двигателей с непосредственным впрыском на тот момент была очень дорогостоящей и далека от совершенства. Лишь в 1996 году данную затею успешно удалось реализовать японским инженерам на автомобиле Mitsubishi Galant с двигателем GDI 1,8. В настоящее время данную систему применяют на своих автомобилях многие автопроизводители.

Подачу топлива с непосредственным впрыском можно разделить на два контура:

  • Контур низкого давления.
  • онтур высокого давления.

Контур низкого давления в системе непосредственного впрыска.

Контур низкого давления практически не отличается от систем с впрыском во впускной трубопровод.

В топливном баке 11 устанавливается электрический насос 10, который создает начальное давление 0.3 – 0.5 МПа (3 – 5 бар).

Рис 2 – Схема подачи топлива.

Пройдя через топливный фильтр 7, топливо попадает на вход насоса высокого давления 4. Для поддержания определенного давления в контуре низкого давления установлены перепускной клапан 8 и регулятор давления топлива 9. Излишки топлива снова возвращаются в топливный бак.

Контур высокого давления в системе непосредственного впрыска.

Данный контур очень напоминает устройство дизельного двигателя, так как он тоже находится под высоким давлением и топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры.

На вход топливного насоса высокого давление топливо уже подается под определенным давлением, благодаря насосу это давление увеличивается в десятки раз и поступает в топливную рейку.

Основным назначение топливной рейкой является накопление топлива и подача его к форсункам высокого давления 6. Благодаря значительному объему топливной рейки, происходит сглаживание пульсаций создаваемых топливным насосом.

В топливной рейке установлен датчик давления топлива, показания которого передаются в блок управления двигателем 1. Обрабатывая поступившие сигналы с датчиков, установленных на двигателе, блок управления посылает управляющие импульсы регулятору давления топлива 3, и в зависимости от режима в котором двигатель находится в данный момент, в топливной рейке поддерживается заданное давление от 5 до 12 МПа.

Впрыск легкого топлива — Энциклопедия по машиностроению XXL

Двигатели с впрыском легкого топлива отличаются от карбюраторных тем, что у них отсутствует карбюратор, а топливо под давлением, создаваемым специальным насосом, впрыскивается форсункой или во впускную трубу или же непосредственно в цилиндр. Принцип работы двигателя с впрыском бензина во впускную трубу изображен на фиг. 136, а. Топливный насос 1 подает  [c.305]
Внутреннее смесеобразование также имеют двигатели с впрыском легкого топлива (бензина) и принудительным воспламенением (от электрической искры).  [c.19]

Во втором случае топливо воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи в соответствующий момент рабочего цикла (двигатели карбюраторные, со впрыском легкого топлива и двигатели газовые).  [c.23]

ВПРЫСК ЛЕГКОГО ТОПЛИВА  [c.79]

На рис. 32 показан график зависимости среднего эффективного давления от коэффициента избытка воздуха для одноцилиндрового двигателя с карбюратором (кривая 1) и впрыском легкого топлива в цилиндр (кривая 2). На приведенном графике видно, что наибольшее превышение давления в двигателе с впрыском бензина над давлением р карбюраторного двигателя имеет место при работе на обогащенных смесях.  [c.80]

Автомобильные, мотоциклетные и значительно реже тракторные, карбюраторные двигатели, а также двигатели газогенераторные, газобаллонные и с впрыском легкого топлива работа ют по циклу, в котором горючая смесь, вошедшая в цилиндр во время впуска, сжимается, поджигается искрой и быстро сгорает в момент нахождения поршня около в. м. т., т. е. при почти неизменяемом объеме.  [c.12]

Двигатели с искровым зажиганием (карбюраторные и с впрыском легкого топлива) при максимальной нагрузке работают обычно при аэффективный коэффициент полезного действия получается несколько ниже, чем при а>1, максимальная мощность двигателя достигается при работе с коэффициентом избытка воздуха a=0,8- 0,9.  [c.84]

Смесеобразование в двигателях с впрыском легкого топлива  [c.271]

Б. П. Покровский, Впрыск легкого топлива в цилиндры авиационного мотора, Оборонгиз, 1946 г.  [c.349]

В настоящее время сильно растет число бензиновых двигателей, работающих с впрыском топлива в цилиндр, и это обстоятельство может ускорить развитие двухтактных двигателей легкого топлива.  [c.292]

Работы НАМИ и других институтов дают основание предполагать, что при применении непосредственного впрыска топлива, улучшении процессов продувки (и тем самым повышении экономичности), а также при уменьшении тепловой напряженности основных деталей двигателя двухтактный процесс будет выгоден и для двигателей легкого топлива.  [c.16]

По способу смесеобразования с внутренним смесеобразованием, в которых рабочая смесь образуется внутри рабочего цилиндра в результате распыливания топлива, впрыскиваемого в цилиндр насосом под высоким давлением,— дизели, двигатели калоризаторные, а также легкого топлива, имеющие непосредственный впрыск топлива в цилиндр  [c.6]


Для двигателей, работающих на легком топливе с непосредственным впрыском, испаряемость необходимо оценивать по другому. Обычные топлива для карбюраторных двигателей должны выкипать в постоянном интервале температур и желательно, чтобы кривая разгонки имела вполне определенный вид. Химически однородные топлива выкипают целиком при одной 142  [c.142]

Двигатели легкого топлива с непосредственным впрыском  [c.153]

Перегрев первичного пара в прямоточных котлах менее чувствителен к изменению режима работы котла и блока, потому что эти изменения легко компенсировать впрыском, а отчасти (в статике) изменением отношения расходов топлива и питательной воды (BjD). С другой стороны, вторичный  [c.158]

Проверить и установить угол опережения впрыска топлива Отрегулировать зазор определяют по легкому металлическому стуку в колпаке головки цилиндров  [c.113]

Фракционный состав. Он является показателем испаряемости дизельного топлива и как у бензинов устанавливает зависимость между объемом топлива (в процентах от общего объема) и температурой, при которой оно перегоняется. Так 50% дизельного зимнего топлива должно выкипать при температуре до 250°С, а летнего — до 280°С. Эти температуры оказывают влияние на пусковые свойства топлива чем больше в нем относительно легких фракций, тем быстрее оно испаряется после впрыска, обеспечивая лучшую полноту сгорания, малую дымность и более легкий пуск дизеля. 96% топлива должно выкипать при температуре не выше 340°С (зимнее топливо) и не выше 360°С (летнее топливо).  [c.112]

На базе карбюраторных возникли двигатели с непосредственным впрыском топлива. Карбюратор у них отсутствует. В четырехтактных двигателях при движении поршня от в. м. т. к н. м. т. в цилиндр поступает воздух и специальным насосом через форсунку впрыскивается легкое жидкое топливо.  [c.230]

В двухтактных двигателях с непосредственным впрыском топлива цилиндр продувается воздухом, и после закрытия поршнем выпускных окон в цилиндр впрыскивается легкое жидкое топливо. Образующаяся паровоздушная смесь  [c.230]

Создание простого по конструкции, дешевого, экономичного, простого в ремонте и эксплуатации и приспособленного к крупносерийному и даже массовому производству газового двигателя для мелкой промышленности и сельского хозяйства. Этот двигатель должен быть легко конвертируем в двигатель с воспламенением от сжатия на жидком топливе и в двигатель на газовом топливе с впрыском запального жидкого топлива.  [c.523]

В рассмотренной схеме подготовка смеси воздуха с топливом, т. е. процесс смесеобразования, происходит в основном вне цилиндра, и наполнение цилиндра производится готовой горючей смесью, поэтому двигатели, работающие по этой схеме, называются также двигателями с внешним смесеобразованием. К числу таких двигателей относятся карбюраторные двигатели, работающие на бензине, газовые двигатели, а также двигатели с впрыском топлива во впускной трубопровод, т. е. двигатели, в которых применяется топливо, легко испаряющееся и хорошо перемешивающееся с воздухом при обычных условиях.  [c.18]

Рабочая температура двигателя зависит лишь в небольшой степени от температуры воздуха. Значительно сильнее влияют на рабочую температуру двигателя его конструктивные особенности и условия эксплуатации. К числу таких факторов должны быть отнесены система охлаждения (вода или воздух) и ее конструкция, способ регулирования температуры, условия теплопередачи от поршней к цилиндрам и к охлаждающей среде, материал деталей двигателя (легкие сплавы), число поршневых колец, сухие или мокрые цилиндровые гильзы, система выпуска, работа двигателя по двухтактному или четырехтактному процессу, среднее эффективное давление, средняя скорость поршня, число оборотов двигателя, наддув двигателя, установка опережения зажигания нли момента впрыска топлива, регулировка карбюратора или впрыскивающего насоса, нагрузка двигателя и условия эксплуатации.  [c.121]


Уменьшение подачи топлива и изменение момента начала впрыска, вызываемое износом плунжерной пары насоса, оказывают одинаковое влияние на работу всех цилиндров двигателя. Количество подачи топлива определяется работой регулятора, а момент начала впрыска одноцилиндрового топливного насоса легко установить непосредственно на двигателе. Это освобождает от необходимости пользования услугами специальной мастерской по ремонту дизельной аппаратуры или по крайней мере иметь стенд для регу-  [c.382]

Двигатели с внешним смесеобразованием и воспламенением смеси от постороннего источника. В этих двигателях используют легкоиспаряемое топливо (жидкое или газообразное), а горючую смесь, как правило, приготовляют за пределами основного рабочего объема (цилиндра и камеры сгорания) двигателя в специальном приборе — карбюраторе. К этому же типу относятся двигатели с так называемой системой непосредственного впрыска легкого топлива во впускную трубу.  [c.343]

Увеличить произведение 11уро можно, применяя впрыск легкого топлива в цилиндры двигателя с принудительным воспламенением смеси или наддув (см. гл. VI).  [c.61]

Наиболее перспективными являются двигатели с наддувом, газотурбинные, с неносредственным впрыском легкого топлива я принудительным воспламенением, с факельным зажиганием, а также роторно-поршневые и многотопливные двигатели.  [c.73]

При впрыске легкого топлива в цилиндры двигателя с принудительным воспламенением смеси от электрической искры повышается коэффициент наполнения в результате снижения сопротивлений в системе впурка, и топливо между цилиндрами распределяется равномерно.  [c.79]

Пз уравнення (127) видно, что понижение давления при движении заряда во впускной системе пропорциопально квадрату скорости в наименьшем сечении и зависит от коэффициентов сопротивления системы и затухания скорости движения заряда. В двигателях с преимущественным количественным регулированием (карбюраторные, газовые, с впрыском легкого топлива и искровым зажиганием) прп у.мсиьп]оиии нагрузки прикрывают дроссельную заслонку, что нр1 водит к увеличению сопротивлении. Индикаторная диаграмма процесса газообмена в случае прикрытия дроссельной заслонки показана штриховой линией на рис. 26.  [c.73]

Как уже отмечалось, на большинстве бензиновых двигателей в настоящее время топливо вводится во впускную систему с помощью карбюратора. Недостатки, свойственные карбюрации, могут быть сведены к минимуму при впрыске легкого топлива в цилиндры п.ли во впускной трубопровод. В этом случае облегчается получение оптимальных показателей двигателя. При впрыске бензина не требуется устанавливать диффузоры во впускном тракте и поэтому гпдравлпческое сопротивление системы впуска значительно меньше, чем в случае применения карбюратора, что повышает наполнение цилиндров двигателя и его мощностные показатели. Этому же способствует отсутствие необходимости подогрева впускного тракта.  [c.271]

Одной из прпчип, ограничивающих широкое применение впрыска легкого топлива, является сложность регулирования его подачи в зависимости от режима работы двигателя.  [c.271]

Спстемы впрыска легкого топлива делят по способу подачи топлива (непрерывный впрыск и циклпческпй) по месту подачи топлпва (в цилиндры двигателя и во впускной трубопровод) по величине давления впрыска [низкое (до 400—500 кПа или высокое (1000—15000 кПа) по типу регулирования (механическое, электронное, смешапное).  [c.272]

В зависимости от типа двигателей различают следующие виды внешнего смесеобразования карбюрация впрыск легкого топлива во впускной трубрпровод либо непрерывная подача топлива во впускной трубопровод, либо порциями — в период, когда открыт впускной клапан форкамерно-факельное газовое.  [c.56]

Двигатели с системами впрыска легкого топлива производятся в Германии, США, Англии, Японии, Франции, Италии. Ведутся рабогы по этим системам и в России. Из всех выпускаемых в 1995 году во всем мире легковых автомобилей, а это около 1800 моделей, впрыск применяется на 76%, ас учетом дизельных двигателей, на 90% машин. Если не принимать во внимание выпускаемые до сих пор устаревшие типы двигателей, разработки 10—15-лстней давности, а взять только самые новые, выйдет, что почти 100% современных автомобилей имеют либо моторы с впрыском бензина, либо дизели.  [c.8]

Для повышения к. п. д. в двигателях легкого топлива следует подвергнуть сжатию рабочую смесь, представляющую собой горючую смесь вместе с остаточными газами, и затем ее воспламенить в двигателях тяжелого топлива (дизели) сжать порцию свежего воздуха настолько сильно, чтобы смесь, полученная путем впрыска рашылениого топлива в цилиндр, самовоспламенилась.  [c.271]

Вязкость топлив, используемых в карбюраторных двигателях, не имеет практического значения. Напротив, вязкость дизельных топлив является важным показателем. При работе на недостаточно вязком дизельном топливе увеличивается просачивание его через зазоры плунжерных пар, что ведет к уменьшению подачи и повышению износа деталей топливной аппаратуры. Поэтому к легким топливам для двигателей с непосредственным впрыском добавляют присадки, улучшающие смазку плунжерных пар. Слишрсом высокая вязкость дизельного топлива из-за ухудшения качества распыла и недостаточной скорости протекания через фильтры тонкой очистки также нежелательна. Наличие топливных фильтров тонкой очистки на дизелях необходимо вследствие чрезвычайной чувствительности топливного насоса и форсу-  [c.158]

По способу смесеобразования бескомпрессорные дизели делятся на двигатели со струйным смесеобразованием (рис. 74, а), двигатели с предкамерой (рис. 74,6) и Гс вихревой камерой (рис. 74, б). В двигателях со струйным смесеобразованием топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этих двигателях скорость движения воздуха в камере сжатия мала, поэтому для хорошего перемешивания топлива с воздухом впрыск его производится под большим давлением (300—400 бар, а в отдельных случаях до 1400 бар). Для улучшения смесеобразования днища поршней этих двигателей изготовляют фигурными, приспособленными к форме струи топлива, выбрасываемой форсункой. Для улучшения распыливания топлива форсунка имеет несколько отверстий (3—9). Чем больше отверстий, тем лучше распространяется топливо по камере сгорания. При данном способе смесеобразования стремятся к тому, чтобы впрыснутое топливо не попадало на стенки камеры сгорания, так как попадание топлива на стенки, температура которых ниже 200 или 400° С, затрудняет смесеобразование, ведет к повышенному нагарообра-зованию и ухудшает показатели работы дизеля. Компактность неразделенных камер сгорания и малые удельные поверхности теплоотдачи обусловливают минимальные тепловые потери, поэтому преимуш,еством дизелей с неразделенной камерой сгорания являются высокие экономические показатели и более легкий пуск, чем у дизеля с разделенными камерами.  [c.171]


Из колошника печи 1 газ (с объемным содержанием водорода 66,0%, окиси углерода 33,0%, метана 0,4%, углеводородов 0,4%, сероводорода 0,1% и азота 0,1%) направляется в систему газоочистки — пылеуловитель 3 и скруббер 4. Очищенный от пыли газ поступает в теплообменник 6, нагревается в нем до температуры 650 К, затем в смесителе 7 смешивается с водяным паром. Образуюш,аяся смесь подается в одноступенчатый конвертор 8, где осуществляется частичная конверсия СО в СОа на железохромовом катализаторе. Из конвертора газ поступает в регенератор 6, а оттуда — в вихревую трубу 9. Внутри трубы при вращении вихря газа за счет центробежных сил сравнительно тяжелые молекулы углекислого газа, сероводорода, азота и окиси углерода концентрируются на периферии, а легкие молекулы водорода и метана — в центре вихря. Из центра вихревой трубы часть газа с повышенным содержанием водорода (90% по объему) отводится при давлении 3 атм в компрессор 10 с, впрыском воды, где сжимается до рабочего давления, и направляется на рециркуляцию в смеситель 17. Вторая часть более тяжелого газа с содержанием водорода 66,4% и окиси углерода 33,1% (по объему), представляющего собой газовый продукт, отводится из вихревой трубы 9 в компрессор 11 с промежуточным охлаждением, сжидхается в нем до давления 100 атм и оттуда направляется в установку синтеза 14. Наконец, третья часть самого тяжелого газа с повышенным одержанием углекислого газа, углеводородов, сероводорода,окиси углерода и азота, представляющего собой топливный газ, через задвижку в противоположном конце вихревой трубы 5 отводится в абсорбер 13, очищается в нем от сернистых соединений и затем подается в ПГТУ 12 и камеру сгорания 15. Водяной пар, расходуемый на газификацию угля и конверсию окиси углерода, генерируется в парогенераторе 16. Очистка газа, загрязненного радиоактивными осколками деления ядер урана, осуществляется в абсорбере 18. Очищенный газ используется в качестве дополнительного топлива в камере сгорания 15. Привод компрессоров 10 и  [c.115]

Догорание зависит от несвоевременного впрыска топлива, качества его распыления, неравномерного распределения топлива в воздушном заряде, применения топлива несоответствующего сорта и т. д. Для оценки воспламеняемости дизельного топлива проводят сравнительные его испытания на специальной установке (стандартный одноцилиндровый двигатель со специально дизельной головкой). При сравнительных испытаниях в качестве эталонного топлив З применяют смесь цетана, обладающего свойством легкой воспламеняемости, принимаемой за 100%, и альфа-метилнафталина, весьма трудно воспламеняющегося.  [c.192]

В связи с этим в дизелях довольно часто применяют чугунные или стальные поршни, а в случае применения поршней из легких сплавов ставят на днища поршней накладки из жароупорной стали. Поэтому также в случае замены в двигателях чугунных или стальных поршней алюминиевыми угол опережения впрыска обычно несколько увеличивают, с тем чтобы обеспечить предпламенную подготовку первых капель очередного впрыска топлива.  [c.173]

В двигателях с впрыском бензииа достигается большая однородность состава смеси в отдельных цилиндрах, вследствие более точной дозировки топлива, подаваемого в каждый цилиндр. Имеется возможность пспользования топлив с несколько меньшим (на 2—3 едипицы) октановым числом, а также более тяжелых топлив (благодаря принудительному распыливанию). При впрыске в цилиндры возможна организация двухтактного процесса без потерь топлива при продувке. К достоинствам впрыска топлпва относится также независимость протекания процесса смесеобразования от положения двигателя, отсутствие обледенения впускной системы, более легкий и надежный нуск двигателя при низких температурах окружающей среды.  [c.271]

Разница между системами прямого и непрямого впрыска топлива в Корпус-Кристи, Техас