Система впрыска инжекторного двигателя: Инжекторный двигатель описание фото видео устройство виды.

Содержание

Инжекторный двигатель описание фото видео устройство виды.

 

Кто первый на практике применил прямой впрыск бензина в двигателе внутреннего сгорания? Конструкторы начали с дизельных двигателей. Система впрыска, которую разработал Рудольф Дизель, была довольно громоздкой и несовершенной, лучшие характеристики были в системы впрыска, разработанной Герберт Акройд Стюарт. А косвенный впрыск бензина впервые применил в 1902 году французский авиационный инженер Леон Лепелетье на авиационном двигателе «Антуанетта 8V». В 1916 году российские инженеры Микулин и Стечкина применили в авиационном двигателе косвенную систему впрыска бензина, этот двигатель так и не пошел в серийное производство.

Прямой впрыск бензина был применен на двигателе «Hesselman» шведского инженера Йонаса Хессельмана в 1925 году.

А вот первое массовое применение инжекторной системы формирования бензино-воздушной смеси было сделано в военной авиации. Это сделала фирма «Messerschmitt AG», авиастроительная фирма Германии, действовавшей в 1938-1945 и 1956-1968 годах. Первоначальное название фирмы — «Messerschmitt-Flugzeugbau Gesellschaft», эту фирму основал в 1923 году Вилли Мессершмитт. Прямой впрыск топлива на истребителях «Мессершмитт» давал возможность значительно большего маневрирования самолетом на больших высотах, без риска, что мотор заглохнет, и мощность мотора при этом была выше. В двигателях «Мессершмитт» была еще одна техническая новинка: переменный угол атаки лопастей пропеллера, это увеличивало тяговую силу на больших высотах. Конечно, эти двигатели конструктивно очень отличались от современных. Многие последующих изменений конструкторы сделали позже, без участия «Messerschmitt AG» и лично Вилли Мессершмитта.

От истории переходим к практике. Инжекторная система подачи топлива постепенно и уверенно вытесняет карбюраторную систему. Двигатели, имеющие такую ​​систему, называют инжекторными двигателями. Посмотрите на этот рисунок.

В конце 70-х годов 20-го века и начала 80-х годов инжекторный впрыск топлива в автомобильном двигателе набирает популярность (конечно, это не касается некоторых стран), а с началом 21-го века точечный инжекторный впрыск топлива частично вытесняется прямым инжекторным впрыском .
Что заставило конструкторов делать все эти изменения?
Главная причина перехода на инжекторе двигателя — экология. Конструкторы начали с каталитического нейтрализатора отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой «стехиометрической» топливо-воздушной смеси (весовое соотношение воздух / бензин = 14,7: 1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводит к падению эффективности двигателя. Для стабильной поддержки такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили.

Первые инжекторные системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала, что параметры смеси, на стабильность которых рассчитывали разработчики, изменяются при эксплуатации автомобиля. Выход был найден. В систему ввели обратная связь: в выпускную систему, перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, так называемый лямбда-датчик, или лямбда-зонд. По сигналам датчика кислорода электронный блок управления (ЭБУ) корректирует подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси. Блок ЭБУ может в литературе называться «контролер».

 

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие преимущества:

— точное дозирование топлива, следовательно, более экономный двигатель.
— снижение токсичности выхлопных газов.
— увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%.
— улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска немедленно реагирует на любые изменения нагрузки, изменяя параметры топливно-воздушной смеси.
— легкость запуска двигателя, независимо от погодных условий. И зимой тоже!

         Немного о конструкции. Датчики инжекторного двигателя

Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, которая затем перечисляется программой в цилиндрическое цикловое наполнения. При неисправности датчика управления двигателем идет по аварийными таблицами.
Вместо датчика массового расхода воздуха в двигателе может быть датчик давления во впускном коллекторе. Разница небольшая, потому что давление во впускном коллекторе зависит от скорости прохождения воздуха в коллекторе. Это я опять вспомнил о законе Бернулли.
Неисправность этого датчика очень ухудшает движение автомобиля под нагрузкой (например, когда едете вверх). Иногда при неисправности этого датчика машина едет немного лучше с отключенным датчиком.

Датчик положения дроссельной заслонки — для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, обороты двигателя и циклового наполнения цилиндров двигателя топливной смесью.
Некоторые автомеханики называют этот датчик «позиционер», такая терминология популярна для дизельных двигателей.
Этот датчик традиционно находится на той же оси, на которой вращается дроссельного заслонка. Чем сильнее мы нажмем на «газ», тем больше открывается дроссельного заслонка, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Если бы мы очень плавно нажимали на педаль газа и чрезвычайно плавно отпускали ее, датчик положения дроссельной заслонки можно было бы выбросить. При резких изменениях рабочих режимов датчик помогает контроллеру более правильно дозировать подачу бензина в двигатель.

Датчик зачастую являются реостатным, это переменный резистор с тремя выводами. Современные датчики работают на эффекте Холла, и практически не изнашиваются.

Неисправность датчика очень ухудшает динамические характеристики двигателя, в некоторых редких случаях двигатель не заводится, но заводится с отключенным датчиком. С отключенным исправным датчиком машина едет гарантированно хуже.
Этот датчик является популярной причиной при решении многих проблем с холостым ходом: холостой ход великоват, женщин, нестабильный, зависают и держатся слишком большими холостые обороты, короче говоря, этот датчик должен быть исправным, потому что его неисправность или даже незначительное отклонение в характеристиках датчика от нормы очень портит нервы водителю.

Разновидности инжекторных систем

Сейчас вы прочтете о различных инжекторные системы. Но без азбуки я не обойдусь. Немного азбуки.
Как работает игла популярного автомобильного электромагнитного инжектора?
Простой ответ. Она работает так: пшик-пшик-пшик … и пшикает бензином в двигатель.
Правильный ответ. Игла электромагнитного инжектора НЕ пшикает бензином в цилиндр двигателя или во впускной коллектор. Эта игла только открывает или закрывает канал, по которому бензин под давлением вытекает через отверстия специальной формы, при этом прекрасно распыляется на мелкие капли. Давление бензина поддерживается стабильным, а управление инжектором — это только подача командного сигнала на инжектор: открыть или закрыть.

Теперь легче понять проблемы, которые могут быть с инжектором.
Он может протекать. Перерасход бензина, плохо заводится горячий двигатель.
Он может не открываться, если хорошо забит грязью, или может плохо распылять бензин, если выпускные отверстия инжектора очень загрязнены. Двигатель или принципиально не заводится, или значительный перерасход бензина.

Теперь возвращаемся к рассмотрению разновидностей систем впрыска топлива в двигатель.
В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (моноинжектор, одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор у впускного клапана цилиндра) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры, как в дизельных двигателях).
Некоторые еще знает странное выражение «полный инжектор». В зависимости от фантазии, так могут называть или многоточечный впрыск или прямой впрыск.

А кое-кто даже может заявить о «механический впрыск». На самом деле он говорит о механическую систему управления впрыском, устаревшую и значительно хуже, чем электронная.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Инжектор представляет собой принципиально другой способ подачи топлива в камеру сгорания по сравнению с карбюратором. Другими словами, в инжекторном моторе наибольшие конструктивные изменения коснулись системы питания и топливоподачи.  В карбюраторном двигателе бензин смешивается с определенной частью воздуха во внешнем устройстве (карбюраторе). После образовавшаяся топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндры двигателя. Инжекторный двигатель имеет специальные инжекторные форсунки, которые дозировано впрыскивают горючее под давлением, после чего происходит смешение порции топлива с воздухом. Если сравнивать эффективность подачи горючего инжектором и карбюратором, мотор с инжектором оказывается до 15% мощнее. Также отмечается существенная экономия топлива на разных режимах работы двигателя.

Что такое инжектор, зачем он нужен и как устроен?

Первые инжекторы появились в автомобильной индустрии в далеком 1951 году, благодаря компании Bosch, а затем и Mercedes. Тем не менее, широкое распространение инжекторы получили несколько десятков лет спустя, вытеснив карбюраторы. Многие автомобилисты (особенно начинающие) задавались вопросом, что такое инжектор и зачем он нужен. В данной статье подробно рассмотрен принцип работы устройства и назначение.

Инжектор: что это, как работает, для чего нужен?

Инжектор (форсунок) – часть системы подачи топлива, если говорить грубо. Основной принцип работы заключается в принудительной подаче топлива (жидкого или газообразного) в цилиндр.

 

Существует два вида в зависимости от места установки и основного принципа работы:

  • Моновпрыск (центральный впрыск) – состоит из одной форсунки, которая подает топливо во все цилиндры.
  • Распределённый впрыск – состоит из множества форсунок, каждая из которых подает топливо только в один из цилиндров. Распределенный впрыск может быть:
  1. Одновременным, при этом происходит синхронная подача топлива во все цилиндры.
  2. Прямым, то есть непосредственно в камеру. Для двигателей с таким типом подачи особо важным является качество применяемого топлива.
  3. Попарно-параллельным, при котором одна из форсунок открывается перед началом подачи топлива, а вторая после.
  4. Фазированным – каждая форсунка открывается непосредственно перед началом впрыска топлива.

Преимущества и недостатки инжектора

Множество автолюбителей задумывается, особенно при выборе автомобиля, в чем заключаются преимущества инжектора:

Первое – подача топлива в камеру сгорания, где происходит смешивание с воздухом, происходит с помощью форсунки. Это позволяет дозировать порцию бензина на одно впрыскивание. За счет этого у транспортного средства значительно увеличивается мощность (на 7–10%), а главное снижается расход топлива.

Система впрыска очень чувствительна к изменениям нагрузки, и поэтому быстро реагирует на ее изменения количеством подачи бензина. Немаловажным преимуществом является то, что в холодное время года транспортное средство практически не нужно «прогревать». Также инжектор незначительно повышает экологичность выхлопных газов.

Теперь перейдем к недостаткам. Во-первых, автоматизированость инжекторной системы не всегда является преимуществом. При внезапном выходе из строя, привести систему в работу самостоятельно без помощи специалиста невозможно.

Кроме того, инжектор очень требователен к выбору топлива, особенно если вы хотите, чтобы транспортное средство прослужило как можно дольше. При поломках большинство деталей являются неремонтопригодными и требуют полной замены.

В случае ДТП риск воспламенения более высок, из-за подачи топлива под определённым давлением (в случае повреждения контроллера впрыска).

Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы

Чтобы разобраться в принципе работы инжекторного двигателя, сперва нужно понять его строение.

  1. ЭБУ (электронный блок питания) – управляет работой всей системы инжекторного двигателя на основании полученных данных (из внешней среды и непосредственно от параметров работы двигателя). Содержит систему диагностики неисправности инжектора, передавая сигнал датчику «Check engine» на панели приборов.
  2. Регулятор давления. В норме давление в форсунках должно быть постоянным, этот регулятор отвечает за постоянство этой величины.
  3. Форсунки – непосредственно подают топливо в цилиндры (электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические).
  4. Бензонасос – под давлением подает топливо в форсунки, что снижает риск образования воздушных пробок.
  5. Датчики – необходимы для слаженной работы всей системы. В инжекторе установлено несколько видов:
  • Датчик детонации – расположен в самих цилиндрах, при детонации по нему проходят вибрации. В виде свободного тока передает информацию на ЭБУ.
  • ДПДЗ – реагирует увеличением датчика или его падением, при смене поворотного угла заслонки дросселя.
  • Датчик фаз сообщается с блоком управления и с цилиндром. Благодаря этому, блок управления подает необходимое напряжение в цилиндр при зажигании, и совершает управление тактами.
  • Датчик массового расхода воздуха состоит из двух платиновых нитей (первая свободно обдувается потоками воздуха, а вторая герметично изолирована). Блок управления подсчитывает температуру и массу воздуха, за счет разницы температуры и сопротивления на двух нитях.
  • ДПКВ (положения коленчатого вала), или датчик Холла, позволяет определять положение коленчатого вала. Основной принцип работы в том, что зубчатое колесо, расположенное на валу двигателя, вращается вокруг магнита. При искажении магнитного поля датчик создает импульсы внутри катушки и передает их в блок управления. В соответствии с полученными импульсами ЭБУ определяет положение коленвала.

 

Все форсунки соединены в единую систему, которая называется топливной рампой. С помощью бензонасоса за счет излишнего давления внутри системы топливо подается в систему. После чего открывается клапан, и топливо из форсунки поступает в цилиндр (чем дольше открыт клапан, тем больше топлива подается и, соответственно, обороты будут выше). Количество поступающего топлива непосредственно зависит от количества воздуха, поступающего в цилиндр.

Благодаря ресурсам интернет-сети можно наглядно увидеть принцип работы инжекторного двигателя:

Режимы работы

Инжекторный двигатель способен работать в 2 режимах.

  1. Холодного пуска. Во время запуска топливо оседает на стенках впускных труб и значительно меньше испаряется. Вследствие этого, топливная смесь незначительно утрачивает свои способности. Для устранения негативного эффекта необходима дополнительная подача топлива при запуске, до достижения топливом необходимой температуры, благодаря чему достигаются нужные обороты холостого хода.
  2. Частичной или полной нагрузки. Максимальной мощности двигатель достигает в момент полного открытия дроссельной заслонки. При повышении оборотов (при быстром открытии заслонки) способность топлива к испарению снижается. Во избежание этого и достижения нужных оборотов происходит дополнительная подача топлива.

Частые поломки и ремонт инжектора

Первой из возможных поломок могут быть проблемы с подачей топлива в инжектор. Первым делом нужно проверить датчик уровня бензина, если датчик исправен – значит проблема в бензонасосе. При засорении входного отверстия подачи топлива его необходимо просто прочистить. В случае если чистка не увенчалась успехом – поломан бензонасос, и его необходимо заменить.

Для замены лучше обратиться на СТО, так как при неправильной установке бензонасоса вместе с топливом он начнет всасывать воздух.

Увеличение расхода топлива чаще всего происходит при засорении форсунок. При этом они не смогут подавать необходимый объем топлива, и система начнет это компенсировать увеличением частоты или объема впрыска топлива. Кроме того, длительность разгона транспортного средства увеличится, а мощность значительно снизится.

Временное исчезновение холостого хода в основном происходит при нарушении герметичности внутри системы, вследствие чего в нее поступает воздух.

Двигатель начинает троить при остановке работы одного из цилиндров. С данной проблемой можно столкнуться при полном засорении форсунки, когда она не способна подавать топливо в цилиндр. Чаще всего это происходит при использовании некачественного топлива.

При поломке датчика фаз, форсунки начинают работать асинхронно, при этом топливо в цилиндры поступает абсолютно бесконтрольно. Будут наблюдаться перебои в работе двигателя и значительная утрата мощности.

Поломка датчика положения дроссельной заслонки проявляется в изменении оборотов при фиксированной педали газа, или в снижении оборотов при выжатой педали. При этом в двигатель поступает чрезмерно большое количество топлива.

Для того, чтобы избежать значительных поломок следует выбирать качественное топливо (во избежание чрезмерного загрязнения) и следить за исправностью работы инжектора.

Индикатор «Check engine» не всегда будет загораться, свидетельствуя о поломках, или вовсе может давать ложные показания. Поэтому нельзя всегда полагаться на датчик, а если вы заметили «странное поведение» транспортного средства – лучше сразу обратиться на СТО.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Типы систем питания инжекторных двигателей.


Классификация инжекторных двигателей




Типы систем питания с впрыском бензина

По конструктивным и функциональным признакам системы питания, использующие впрыск бензина вместо карбюрации могут существенно отличаться. Творчество конструкторов и инженеров в этом направлении привело к созданию широкого спектра систем впрыска, из которых можно выделить наиболее широко применяемые и используемые, объединяя их по основным признакам.

Впрыскивающие бензиновые системы, в первую очередь, подразделяют по месту подвода топлива – центральный одноточечный впрыск, распределенный впрыск и непосредственный впрыск в цилиндры двигателя.

При центральном впрыске (Рис. 1, а) используется одна форсунка, которая устанавливается на месте карбюратора и осуществляет впрыск во впускной трубопровод, обслуживая все цилиндры двигателя.
Такие конструкции являются «пионерами» в системах, использующих впрыск бензина, поэтому в свое время получило довольно широкое распространение. Принципиально система центрального впрыска простая: в ней используется одна форсунка, которая постоянно распыляет бензин в один на все цилиндры впускной коллектор. В коллектор из воздушного фильтра подается и воздух, здесь образуется горючая смесь, которая через впускные клапаны поступает в цилиндры и воспламеняется.
Преимущества центрального впрыска (моновпрыска) очевидны: эта система очень проста, для изменения режима работы двигателя нужно управлять только одной форсункой, да и сам двигатель претерпевает незначительные изменения, ведь форсунка ставится на место карбюратора.

Однако центральный впрыск имеет и недостатки, в частности, эта система не позволяет обеспечить выполнение все возрастающих требований экологической безопасности. Кроме того, отказ единственной форсунки фактически выводит двигатель из строя. Поэтому в настоящее время двигатели с центральным впрыском практически не выпускаются.

При распределенном впрыске (Рис. 1, б) отдельные форсунки устанавливаются в зоне впускных клапанов каждого цилиндра. Существует несколько разновидностей систем с распределенным впрыском, которые отличаются режимом работы форсунок:

  • Одновременный впрыск;
  • Попарно-параллельный впрыск;
  • Фазированный спрыск.

Одновременный впрыск.
В этом случае форсунки, хоть и расположены во впускном коллекторе каждая у «своего» цилиндра, но открываются в одно время. Можно сказать, что это усовершенствованный вариант моновпрыска, так как здесь работает несколько форсунок, но электронный блок управляет ими, как одной. Однако одновременный впрыск дает возможность индивидуальной регулировки впрыска топлива для каждого цилиндра. В целом, системы с одновременным впрыском просты и надежны в работе, но по характеристикам уступают более современным системам.

Попарно-параллельный впрыск.
Это усовершенствованный вариант одновременного впрыска, он отличается тем, что форсунки открываются по очереди парами. Обычно работа форсунок настроена таким образом, чтобы одна из них открывалась перед тактом впуска своего цилиндра, а вторая - перед тактом выпуска.
На сегодняшний день этот тип системы впрыска практически не используется, однако на современных двигателях предусмотрена аварийная работа двигателя именно в этом режиме. Обычно такое решение используется при выходе из строя датчиков фаз (датчиков положения распределительного вала), при котором невозможен фазированный впрыск.

Фазированный впрыск.
Это наиболее современный и обеспечивающий наилучшие характеристики тип системы впрыска. При фазированном впрыске число форсунок равно числу цилиндров, и все они открываются и закрываются в зависимости от такта, т. е. подача бензина в цилиндры осуществляется только на впуске каждой форсункой в строго определенный момент времени. При нефазированном впрыске подача осуществляется на каждом обороте коленчатого вала всеми форсунками синхронно.

Также к распределенному впрыску можно отнести системы с непосредственным впрыском, однако последние имеют кардинальные конструктивные отличия, поэтому непосредственный впрыск выделяют в отдельный тип.



При непосредственном впрыске (Рис. 1, в) форсунки устанавливают в головку блока цилиндров и осуществляют впрыск непосредственно в камеру сгорания.
Системы с непосредственным впрыском наиболее сложные и дорогие, однако, их применение позволяет обеспечить наилучшие показатели мощности и экономичности бензиновых двигателей. Непосредственный впрыск позволяет быстро изменять режим работы двигателя, максимально точно регулировать подачу топлива в каждый цилиндр и т.д.
В системах с непосредственным впрыском топлива форсунки установлены непосредственно в головке, распыляя топливо сразу в цилиндр, избегая «посредников» в виде впускного коллектора и впускного клапана (или клапанов).
Такое решение довольно сложно в техническом плане, так как в головке цилиндра, где и так уже расположены клапаны и свеча, необходимо разместить еще и форсунку. Поэтому непосредственный впрыск можно использовать только в достаточно мощных, а поэтому больших по габаритам двигателях. Кроме того, определенные сложности возникают из-за тяжелых условий, в которых приходится работать форсунке, сообщающейся с камерой сгорания. Решение всех этих вопросов связано с повышением стоимости используемых в системах с непосредственным впрыском элементов конструкции. Поэтому непосредственный впрыск в настоящее время используется только на легковых автомобилях высокого класса.

Системы с непосредственным впрыском требовательны к качеству топлива и нуждаются в более частом техническом обслуживании, однако они дают ощутимую экономию топлива и обеспечивают более надежную и качественную работу двигателя. Поэтому в ближайшем будущем они могут потеснить автомобили с инжекторными двигателями, использующими одноточечный и распределенный впрыск.

Кроме перечисленных выше разновидностей систем впрыска по месту подвода топлива их классифицируют, также по следующим признакам:

  • по способу подачи топлива – непрерывный или прерывистый впрыск;
  • по типу узлов, дозирующих топливо – плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления;
  • по способу регулирования количества горючей смеси – пневматическое, механическое, электронное. Электронный способ регулирования количества подаваемого топлива является наиболее прогрессивным и в настоящее время вытесняет механический и пневматический способы.
  • по основным параметрам регулирования состава горючей смеси – разрежению во впускном трубопроводе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха и др.

Таким образом, смесеобразование в инжекторных двигателях в зависимости от применяемого способа подачи топлива происходит или в определенных зонах впускного трубопровода, или непосредственно в цилиндры двигателя, при этом могут использоваться различные устройства для впрыска и управления впрыском.

***

Системы с центральным впрыском топлива


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Понятие об инжекторном двигателе.


Системы питания с впрыском бензина




Понятие об инжекторных двигателях

Инжекторными называются двигатели с искровым зажиганием топливной смеси, в которых в качестве топлива используют бензин, а процесс смесеобразования происходит с помощью форсунки или форсунок, впрыскивающих топливо под давлением во впускной трубопровод или в цилиндр двигателя.

Впрыск топлива вместо использования процесса карбюрации позволил получить ряд определенных выгод, поэтому в последние годы все системы питания, использующие впрыск все больше вытесняют карбюраторные системы питания двигателей, особенно на легковых автомобилях.

Широкому применению систем впрыска топлива на грузовых автомобилях в настоящее время препятствуют такие их недостатки, как повышенная сложность обслуживания и дороговизна используемых приборов и узлов. Однако, с учетом несомненных преимуществ, позволяющих получить ощутимую долгосрочную выгоду, можно предположить, что и на грузовом автотранспорте, особенно малой и средней грузоподъемности, системы впрыска бензина найдут широкое применение в ближайшие годы. На грузовых автомобилях повышенной грузоподъемности и автобусах достойной конкуренции дизельным двигателям пока нет.

***

Достоинства и недостатки систем впрыска топлива

Несомненным преимуществом систем впрыскивания топлива по сравнению с карбюраторными системами питания являются следующие:

  • отсутствие устройств, создающих сопротивление потоку воздуха на впускном трубопроводе (карбюратора) и вследствие этого более высокий коэффициент наполнения цилиндров, что обеспечивает получение более высокой «литровой» мощности;
  • возможность использования большего перекрытия клапанов, когда открыты одновременно впускной и выпускной клапаны, что улучшает процесс продувки камеры сгорания чистым воздухом, а не горючей смесью;
  • более точное дозирование количества топлива, необходимого для работы двигателя на различных режимах его работы;
  • снижение температуры стенок цилиндров, днища поршней и выпускных клапанов из-за лучшей продувки и более равномерного состава горючей смеси, что позволяет без опасности детонации поднять степень сжатия смеси в цилиндре на 2…3 единицы;
  • снижение количества оксидов азота при сгорании топлива, т. е. снижение токсичности отработавших газов;
  • улучшение смазывания зеркала цилиндров двигателя и, как следствие, снижение уровня механических потерь на трение.


Таким образом, благодаря перечисленным достоинствам системы питания с впрыском топлива позволяют обеспечить по сравнению с карбюраторной системой (при прочих равных условиях) более высокую мощность двигателя, улучшенную экономичность, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и повышение степени сжатия, а также повысить ресурс двигателя.

Особенно ценным качеством бензиновых систем питания, использующих впрыск, является возможность объединить управление систем питания и зажигания посредством единого управляющего центра (компьютера), что открывает широкие динамические и экономические перспективы для инжекторных двигателей, а также возможность существенной автоматизации многих процессов в их работе.

Не лишены системы впрыска воздуха и недостатков:

  • относительно высокая стоимость;
  • сложность технического обслуживания, требующая специального оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • повышенные требования к качеству и очистке бензина.

***

Классификация систем питания с впрыском бензина


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

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

Топливная система инжектора автомобиля - устройство и как работает

Топливная система автомобилей с электронным впрыском имеет ряд особенностей по сравнению с карбюраторным двигателем. Расскажем как работает топливная система инжектора, ее основная задача и устройство.

Устройство

Задачей системы подачи топлива является обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Топливо подается в двигатель форсунками, установленными во впускной трубе. В систему подачи топлива инжектора входят следующие элементы:
  • электробензонасос 5;
  • топливный фильтр 6;
  • топливопроводы — подающий 8 и сливной 7;
  • рампа форсунок с топливными форсунками 9;
  • регулятор давления топлива 4;
  • штуцер контроля давления топлива 1.

Устройство система подачи топлива инжекторного двигателя

Электробензонасос

Электробензонасос конструктивно входит в модуль электробензонасоса, устанавливаемого на инжекторных автомобилях внутри топливного бака. Модуль включает в себя сам насос, датчик указателя уровня топлива, фильтр и завихритель для отделения пузырьков пара. Электробензонасос нагнетает топливо из топливного бака в подающий топливопровод. На инжекторных автомобилях применяется модуль погружного типа, то есть располагается непосредственно в топливном баке и охлаждается за счет бензина. Создаваемое насосом давление топлива значительно больше требуемого для нормальной работы двигателя на любых режимах.

Электробензонасос управляется контроллером системы через отдельное реле. Реле предотвращает подачу топлива при включенном зажигании и неработающем двигателе.


Топливный фильтр

Система топливоподачи предназначена для точной регулировки количества поступающего в двигатель топлива. Грязь в топливе может привести к неустойчивой работе форсунок и регулятора давления, быстрому их износу. Поэтому к чистоте топлива предъявляются особые требования.

В системе топливоподачи предусмотрен фильтр. Основу топливного фильтра составляет бумажный элемент с пористостью около 10 мкм. Интервал замены фильтра зависит от объема фильтра и степени загрязнения топлива.

Топливопроводы

Различают прямой и обратный топливопроводы. Прямой предназначен для топлива, поступающего из модуля электробензонасоса в топливную рампу. Обратный доставляет избыток топлива после регулятора давления обратно в бак.

Топливная рампа


Топливная рампа инжекторного двигателя
Топливо заполняет топливную рампу и равномерно распределяется на все форсунки. На топливной рампе кроме форсунок располагаются регулятор давления топлива и штуцер контроля давления в топливной системе. Размеры и конструктивное исполнение рампы устраняют локальные пульсации давления топлива вследствие резонансов при работе форсунок.

Регулятор давления топлива

Количество впрыскиваемого топлива должно зависеть только от длительности впрыска — времени открытого состояния форсунки. Поэтому разница между давлением топлива в топливной рампе и давлением во впускной трубе (перепад давления на форсунках) должна оставаться постоянной. Для этого служит регулятор давления топлива. Он пропускает обратно в бак излишки топлива.

Электромагнитная форсунка

Основное устройство дозировки топлива. Электромагнитная форсунка имеет клапанную иглу с насаженным магнитным сердечником.


В спокойном состоянии спиральная пружина прижимает клапанную иглу к уплотнительному седлу распылителя и закрывает выходное топливное отверстие. При прохождении электрического тока сердечник с клапанной иглой поднимается (на 60—100 мкм), и топливо впрыскивается через калиброванное отверстие. В зависимости от способа впрыска, частоты вращения и нагрузки двигателя время включения составляет 1,5—18 мс. Зависимость количества прошедшего через форсунку топлива от времени открытия при постоянной разности давлений — важнейший показатель работы форсунки. Не стоит менять форсунки на своем автомобиле на дорогие от иномарки. Как правило, хороших результатов это не дает, более действенный метод это очистка форсунок. Из вышесказанного видим, что форсунка — очень важный компонент системы впрыска. Поэтому она требует к себе большого внимания.

Как работает

Для нормальной работы двигателя необходимо обеспечить поступление в камеру сгорания двигателя топливовоздушной смеси оптимального состава. Смесь приготавливается во впускной трубе при смешивании воздуха и топлива. Контроллер подает на форсунку управляющий импульс, который открывает нормально закрытый клапан форсунки, и топливо под давлением распыляется во впускную трубу перед клапаном.

Поскольку перепад давления топлива поддерживается постоянным, количество подаваемого топлива пропорционально времени, в течение которого форсунки находятся в открытом состоянии. Контроллер поддерживает оптимальное соотношение топливовоздушной смеси путем изменения длительности импульсов. Увеличение длительности импульса впрыска приводит к увеличению количества подаваемого топлива — обогащению смеси. Уменьшение длительности импульса впрыска приводит к уменьшению количества подаваемого топлива, то есть к обеднению.

Наряду с точной дозировкой впрыскиваемой топливной массы имеет важное значение и момент впрыскивания. Поэтому количество форсунок соответствует количеству цилиндров двигателя.

Прямой впрыск

Погрузка

Начиная с сезона 2014 года, правила Формулы-1 резко меняются, и наиболее значительным изменением является переход с 2,4-литровых двигателей V8 без наддува на 1,6-литровые двигатели V6 с непосредственным впрыском и турбонаддувом. Стремясь снизить расход топлива до 35%, FIA внесла изменения в технический регламент, чтобы значительно увеличить сбор обычно потерянной энергии и снизить потери используемой энергии.Для этого FIA внесла радикальные изменения в систему сгорания ДВС, введя прямой впрыск (DI).
Правила для двигателей Формулы-1 на 2013 год и ранее указаны только портовые системы впрыска топлива MPFI. В положении 5.10.2 указано:

5.10.2 Разрешается использовать только одну топливную форсунку на цилиндр, которая должна впрыскивать непосредственно сбоку или сверху впускного отверстия.

Итак, положение форсунки было ограничено верхней стороной (вверх по потоку) впускного отверстия (клапана).Вот как это работает: вместо использования одного инжектора, который распыляет необходимое количество топлива, каждая из отдельных впускных труб имеет собственный инжектор, который добавляет точную струю аэрозольного топлива во всасываемый воздух из инжектора под давлением. Топливно-воздушная смесь втягивается в открытый канал и в камеру сгорания отступающим поршнем. Затем впускной клапан захлопывается, свеча зажигания загорается, и в уже закрытом цилиндре происходит взрывное горение.
Но на 2014 г. это ограничение не действует.Таким образом, хотя ранее прямой впрыск был специально исключен из-за ограничения положения форсунок, начиная с марта 2014 года это должен быть единственный выход. Прямой впрыск стал обязательным. В положении 5.10.2 теперь указано:

5.10.2 Может быть только одна форсунка прямого действия на цилиндр, и никакие форсунки не допускаются до впускных клапанов или после выпускных клапанов. '

Итак, положение форсунки зафиксировано внутри цилиндра.

Уже много лет Формула 1 использует систему впрыска с электронным управлением, но все было иначе. Двигатели были оснащены «системами впрыска топлива через порт» или так называемым многоточечным впрыском топлива (MPFI) с так называемыми «форсунками для душа», при этом форсунки располагались перед впускными трубами. Вы действительно можете увидеть брызги инжектора. Такое расположение позволяет всасывать топливо вместе с воздухом внутри цилиндра. Когда вы устанавливаете форсунки дальше от камеры сгорания, вы получаете более эффективный эффект смешивания воздуха и топлива и дополнительный эффект охлаждения.Чем холоднее воздухозаборник, тем лучше сгорает и меньше преддетонация. И это приведет к увеличению мощности. Компромисс - меньшая эффективность использования топлива, но большая мощность при правильном сгорании. Некоторая часть впрыскиваемого топлива остается закрепленной на стенках труб и впускных каналов.
Итак, FIA решила использовать прямой впрыск. Прямой впрыск топлива - это технология подачи топлива, которая позволяет бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, что приводит к большей мощности, более чистым выбросам и повышенной экономии топлива.Все это актуально для современной автомобильной техники.

Самая важная характеристика любого двигателя - будь то дизельный, бензиновый, двух- или четырехтактный - это его система сгорания. Два наиболее важных различия между двигателем с прямым впрыском и стандартным бензиновым двигателем - это то, как они подают топливо и как топливо смешивается с поступающим воздухом. Эти базовые предпосылки имеют огромное значение для общей эффективности двигателя.

Бензиновые двигатели работают путем всасывания смеси бензина и воздуха в цилиндр, сжатия ее поршнем и воспламенения искрой.В результате взрыва поршень движется вниз, создавая мощность и крутящий момент. Традиционные (непрямые) системы впрыска топлива (карбюратор, одноточечный и многоточечный впрыск) предварительно смешивают бензин и воздух во впускном коллекторе перед поступлением в цилиндр. Топливо-воздушная смесь широко распределяется внутри камеры, оставляя значительную часть несгоревшей и, следовательно, неэффективной.
Практически все дизельные двигатели используют непосредственный впрыск топлива. Однако из-за того, что в дизелях используется другой процесс сжигания топлива (бензиновые двигатели сжимают смесь бензина и воздуха и воспламеняют ее от искры; дизели сжимают только воздух, а затем распыляют топливо, которое воспламеняется от тепла и давления), их впрыск системы отличаются конструкцией и принципом действия от бензиновых систем непосредственного впрыска топлива.

Common Rail для 4-цилиндрового бензинового двигателя с прямым впрыском. Система впрыска топлива на бензиновом двигателе с прямым впрыском состоит из топливного насоса с высокой пропускной способностью, топливной рампы большого диаметра (Common Rail, трубка, в которой находится топливо под высоким давлением) и специализированных топливных форсунок. Форсунки могут выдерживать чрезмерную температуру и давление сгорания, используя проходящее через них топливо в качестве хладагента.

В системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются.Воздух поступает через впускной коллектор, а бензин под высоким давлением впрыскивается непосредственно в каждый цилиндр через специально разработанные форсунки. Скорость подачи топлива регулируется через давление в общей топливной рампе, к которой подключены топливные форсунки, количество раз, когда форсунка открывается, чтобы позволить топливу проходить через нее во время цикла впуска, и продолжительность этих отверстий. Топливные системы с прямым впрыском топлива имеют существенную конструкцию, поскольку они обычно генерируют и удерживают топливо под давлением 150 бар или более, а не 3-5 бар, характерных для многоточечного впрыска через каналы.Эти чрезвычайно высокие давления позволяют инжектору пропускать достаточно топлива для достижения сгорания. С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сжигается там, где это необходимо, и тогда, когда это необходимо. Топливо можно впрыснуть прямо в самую горячую камеру сгорания, близко к искре.

По сравнению с обычным порт MPFI система впрыска топлива, топливо форсунки должны работать с огромным давлением топлива, чрезвычайно высокими температурами, а также впрыском большое количество топлива за очень короткие периоды.
Причина значительного сокращения времени в котором инъекция может быть завершена, в связи с тем, что все инъекции должны иногда возникают в пределах
такта впуска. Потребность в топливе на холостом ходу может снизиться время открытия всего 0,4 миллисекунды.

Продолжительность и интенсивность распыления можно настроить с помощью компьютера двигателя, что обеспечивает более быстрое и полное сгорание. Результат - меньший расход топлива, меньшее загрязнение (General Motors заявляет, что это снижает выбросы при холодном запуске на 25 процентов) и большая мощность.Например, до того, как 3,5-литровый V6 в Mercedes E350 получил прямой впрыск, он выдавал 268 лошадиных сил и имел довольно низкий рейтинг EPA: 7,2 км / л по городу / 10,2 км / л по шоссе. Теперь, с практически таким же двигателем, во многом благодаря прямому впрыску, E350 может выдавать 302 лошадиных силы и достигает респектабельных 8,5 км / л по городу / 12,7 км / л по шоссе. Cadillac продает CTS как с непрямым, так и с прямым впрыском своего 3,6-литрового двигателя V6. Непрямой двигатель выдает 263 лошадиных силы и 343 Нм крутящего момента, а прямой вариант развивает 304 л.с. и 371 Нм.

Изобретатель прямого впрыска бензина - французский изобретатель конфигурации двигателя V8 Леон Левавассер в 1902 году. Первый пример прямого впрыска бензина после Первой мировой войны был на двигателе Хессельмана, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Двигатели Хессельмана. использовал принцип сверхбедного горения и впрыснул топливо в конце такта сжатия, а затем зажег его свечой зажигания. Но это началось не здесь. первый попытки насчитывать более 100 лет.Немецкий производитель двигателей Deutz произвел какое-то начало 1898 года! Почему? Потому что в то время карбюратор с эффектом Вентури еще не был открыт, поэтому DI выглядел как хороший способ заправить топливо в цилиндры
. Во время Второй мировой войны прямой впрыск бензина использовался почти во всех серийных авиационных двигателях более высокой мощности, произведенных в Германии, Советском Союзе и США.
Первая автомобильная система прямого впрыска, работающая на бензине, была разработана Bosch и представлена ​​Голиафом и Гутбродом в 1952 году.В этой системе использовался обычный бензиновый топливный насос для подачи топлива к впрыскивающему насосу с механическим приводом, у которого были отдельные плунжеры на инжектор для подачи очень высокого давления впрыска непосредственно в камеру сгорания.
Mercedes-Benz 300SL 1955 года выпуска (фото справа), первый серийный спортивный автомобиль с системой впрыска топлива, использовал непосредственный впрыск. Топливные форсунки Bosch были помещены в отверстия на стенке цилиндра, используемые для свечей зажигания в других шестицилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи зажигания были перемещены на головку блока цилиндров).
Позже более распространенные применения впрыска топлива отдавали предпочтение менее дорогостоящим методам непрямого впрыска. Но все эти ранние проекты в автомобильной промышленности отменены, потому что электронного управления, ключевого элемента, не существовало или находилось в зачаточном состоянии, а затраты на насос и инжектор были чрезвычайно высокими. Сегодня бензиновые двигатели DI появляются в моделях начального уровня, и если вы видите GDI, FSI, DFI, SIDI, Skyactiv или EcoBoost на задней части автомобиля, это относится к прямому впрыску. Hyundai предлагает прямой впрыск топлива на семи своих моделях, включая Sonata и Accent начального уровня.Kia делает то же самое на пяти своих моделях, включая самый дешевый Rio. Chevrolet устанавливает его на V6 Camaro и на нынешнюю Impala, что очень странно для автомобиля, который рекламирует проигрыватель компакт-дисков как свой лучший удар. Audi предлагает его для каждой модели, включая V10 R8 и 12-цилиндровый A8. Дизельные двигатели
использовали непосредственный впрыск в течение многих лет, но только люди, купившие VW TDI, действительно знают об этом.

Gasoline DI - относительно новый продукт в автомобильной технике. Усовершенствованная система впрыска, которая со сложной стратегией впрыска в сочетании с турбонагнетателем позволяет уменьшить размер двигателя, улучшить характеристики и значительно снизить потребление топлива и выбросы.В сочетании с сверхточным компьютерным управлением прямой впрыск позволяет более точно контролировать дозирование топлива (количество впрыскиваемого топлива) и время впрыска (точно, когда и как долго топливо подается в цилиндр). Часть ЭБУ, отвечающая за управление топливом, должна думать намного быстрее. Это потому, что система управления подачей топлива должна подавать топливо в цилиндры с гораздо более короткими интервалами, и в целом точное нормирование топлива и управление соотношением воздух-топливо более важно для двигателя с прямым впрыском, чтобы оптимизировать производительность, выбросы и топливо. эффективность.Расположение форсунки также обеспечивает более оптимальную схему распыления, при которой бензин разбивается на более мелкие капли. Результат - более полное сгорание. Кроме того, система GDI имеет большую гибкость относительно того, когда в цикле сгорания добавляется топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может добавлять топливо всякий раз, когда это необходимо, а также несколько небольших впрыскиваний вместо одной. Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для подачи дополнительного потока топлива в цилиндр, чтобы вызвать вторичный взрыв во время цикла сгорания, что потенциально привело к еще большей мощности и эффективности.Эта возможность регулировки при добавлении топлива в цилиндр - это святой Грааль производства энергии.

DI по своей сути более эффективен и помогает генерировать больше энергии, чем инжекторный порт. А достижения в области инженерии и электронного управления двигателем, вызванные жесткой отраслевой конкуренцией и потребительским спросом, делают технологию DI более экономичной для производителей, чем когда-либо. Прямой впрыск GDI представляет собой эффективное технологическое решение для трансмиссии, позволяющее идти в ногу с тенденцией выбросов.Прямой впрыск становится обычным явлением в новых автомобилях благодаря его положительному влиянию на топливную экономичность. Требования к более высокой топливной эффективности, предъявляемые EPA, гарантируют, что прямой впрыск станет все более распространенной технологией на автомобилях в будущем, и автопроизводителям придется выяснить, как сделать его долговечным и рентабельным.

Но у технологии есть и обратная сторона. Это процесс, чтобы технология не только работала, но и была долговечной и рентабельной.Есть много проблем с долговечностью двигателей с прямым впрыском. Например, впрыск под высоким давлением, используемый в этих двигателях, вызывает большую нагрузку на топливные насосы. Обычные топливные насосы в системах с прямым впрыском работают при гораздо более низком давлении, чем топливные насосы высокого давления на электростанциях с прямым впрыском.
Самая большая проблема с технологией прямого впрыска - это накопление углерода вокруг впускных клапанов. Со временем это может привести к снижению мощности и эффективности, уменьшая тем самым бонус, который должен обеспечивать DI.В отличие от двигателей с впрыском топлива в порт, где постоянная струя топлива в порт и над клапанами позволяет смыть любые отложения, в двигателях с прямым впрыском топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, поэтому нет никаких шансов. для смывания отложений. Обычно отложения образуются, когда сажа, которая является конечным продуктом сгорания, прилипает к штоку клапана. Проблема большинства поврежденных двигателей связана с дыхательной системой. В частности, конструкцию компонентов вентиляции картера и системы рециркуляции выхлопных газов.Все современные бензиновые двигатели возвращают часть картера и выхлопных газов обратно через впускной коллектор, чтобы помочь контролировать выбросы, но некоторые конструкции рециркуляции выхлопных газов «грязнее», чем другие. Некоторые менее эффективны в предотвращении прохождения крошечных кусочков масла , углерод и другие твердые частицы, которые в конечном итоге прилипают к впускным каналам и клапанам. «Грязная» конструкция впуска или рециркуляции выхлопных газов может легко остаться незамеченной в обычном двигателе с впрыском через порт из-за очищающего эффекта бензина, проходящего через впускные клапаны.Однако, когда те же конструкции двигателей приспособлены для непосредственного впрыска топлива, этот эффект очистки внезапно теряется - и могут образовываться углеродные слои. Новые реализации прямого впрыска предназначены для решения этих проблем. Система Toyota D-4S, которая используется в некоторых из ее автомобилей, таких как Scion FR-S и Lexus GS350, имеет второй набор портовых форсунок (не прямых форсунок), которые работают только тогда, когда это необходимо, чтобы помочь удалить накопление углерода. и оптимизировать производительность.

Mercedes-Benz W196 был гонщиком Mercedes-Benz Формулы-1 в сезонах Формулы-1 1954 и 1955 годов, выиграв 9 из 12 гонок, которые были переданы Хуану Мануэлю Фанхио (на фото под номером 10) и Стирлингу Моссу.Он использовал прямой восьмицилиндровый двигатель M196, изображенный выше (щелкните, чтобы увеличить). Он был первым, в котором использовались десмодромные клапаны и система впрыска топлива, разработанные инженерами Mercedes на основе опыта, приобретенного на двигателях серии DB 600, использовавшихся на истребителе Messerschmitt Bf 109 и других во время Второй мировой войны.


Прямой впрыск не является чем-то новым в автоспорте. Гонщик Mercedes Grand Prix использовал механическую систему для впрыска топлива через боковую часть цилиндра в своем прямом восьмицилиндровом двигателе M196 (на котором установлен знаменитый гонщик Mercedes-Benz W196 Formula 1), и благодаря этому выиграл чемпионаты мира в 1954 и 1955 годах.
В 2001 году Audi представила свой 3,6-литровый V8 с двумя турбинами, выиграв в этом году Ле-Ман. К этому времени, конечно, многие другие производители начали видеть преимущества увеличенной мощности (до 5%) и лучшего расхода топлива (до 15%). Но, как и многие другие вещи в жизни, такие улучшения даются нелегко, и хотя потенциальные преимущества улучшенного наполнения цилиндров и лучшего приготовления смеси весьма привлекательны, для их достижения требуется много кропотливой работы по разработке.

Положение иглы форсунки при двух крайних режимах работы двигателя: холостом ходу и полной нагрузке.Вы можете увидеть разницу в промежутке -A-.
На рисунке слева вы можете видеть внутреннее устройство завихрителя наконечника форсунки и распылителя вихревого инжектора высокого давления AlliedSignal, а также характеристики распыления вихревого инжектора высокого давления.

Прирост достигается за счет точного управления количеством и синхронизацией впрыска топлива, которые меняются в зависимости от нагрузки двигателя. Добавление этой функции к ЭБУ требует значительного улучшения обработки и памяти ЭБУ, поскольку прямой впрыск и управление частотой вращения двигателя должны иметь очень точные алгоритмы для обеспечения хорошей производительности и управляемости.

Система управления двигателем постоянно

выбирает среди карт двигателя внутреннего сгорания: сжигание обедненной смеси, стехиометрический, полная мощность и несколько промежуточных. Каждый режим характеризуется соотношением воздух-топливо. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо для бензина составляет 14,7: 1 по массе (массе), но в обедненном режиме это соотношение может достигать 50: 1. Режим обедненного сжигания или послойного заряда используется для условий работы с малой нагрузкой. В этом режиме топливо впрыскивается не на такте впуска, а на последних этапах такта сжатия.Отлично подходит для экономии топлива. Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки, а режим полной мощности используется для быстрого ускорения и больших нагрузок.

Форсунки на двигателе с распределенным впрыском топлива (MPFI) могут пропускать (впрыскивать) топливо почти на все 720 градусов поворота кривошипа (при более низких оборотах они закрываются время от времени, но на более высоких оборотах они могут быть открыты до тех пор, пока 720 градусов). Это допустимо, поскольку топливно-воздушная смесь, заполняющая впускные каналы, попадает в камеры сгорания только при открытом впускном клапане.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может начаться даже до тех пор, пока не откроется впускной клапан, и то только тогда, когда нет возможности утечки топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапана. Следовательно, начало впрыска будет приходиться на время закрытия выпускного клапана или близко к нему.


В двигателе с прямым впрыском топливо можно впрыскивать в течение большей части четырехтактного цикла, причем впрыск заканчивается при закрытии впускного клапана. Например, при 10 000 об / мин этот период впрыска может составлять примерно 12 мс.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может начаться даже до тех пор, пока не откроется впускной клапан, и то только тогда, когда нет возможности выхода топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапанов. Следовательно, начало впрыска будет приходиться на время закрытия выпускного клапана или близко к нему. После впрыска топливу нужно дать достаточно времени, чтобы испариться, чтобы образовалась горючая смесь, прежде чем оно сможет воспламениться искрой. При тех же 10 000 об / мин время для этого падает примерно до 1,6 мс. Увеличение числа оборотов двигателя до максимума, разрешенного в Формуле 1 (15 000 об / мин), еще больше сокращает это время на испарение и перемешивание.
В Формуле 1 это не такая уж большая проблема, поскольку согласно новым правилам 2014 года максимальное давление в топливной рампе составляет 500 бар, что значительно выше, чем в других приложениях DI. Однако при 15000 об / мин получение правильной топливовоздушной смеси в нужное время в цикле двигателя, в соответствии с положением поршня, и обеспечение того, чтобы эта смесь сгорала быстро и полностью в цилиндре диаметром 80 мм, требует большого понимания поток воздуха в цилиндре. Это, а также распространение фронта пламени через камеру сгорания шириной 80 мм требует гораздо большего знания потоков в цилиндрах в любой конкретный момент, чем для нашего двигателя с впрыском в порт.Бесчисленные часы работы CFD будут затрачены на моделирование смешивания воздуха и топлива.

Гонка по достижению максимальной производительности из разрешенных 100 кг топлива началась.

Вернуться к началу страницы

Системы впрыска активированного угля (ACI)

Компания Cabot Norit Activated Carbon, лидер в области процессов очистки, разрабатывает системы впрыска активированного угля (ACI) для различных нужд.

Системы

ACI давно признаны эффективным и экономичным способом сокращения выбросов ртути из дымовых газов угольных котлов. Эти системы пневматически впрыскивают порошкообразный активированный уголь (PAC) из бункера для хранения в дымоход угольной электростанции или цементной печи. После диспергирования в потоке дымового газа PAC адсорбирует испарившуюся ртуть из дымового газа, а затем собирается вместе с летучей золой в устройстве для сбора твердых частиц.

Разработанный для обеспечения продолжительной надежности в сложных условиях, мы предлагаем полный ассортимент силосов для сыпучих материалов, мобильных силосов, сосудов под давлением и систем мешков для сыпучих материалов как для влажных, так и для сухих работ. В дополнение к оборудованию мы также предоставляем системы под ключ, которые включают установку на месте, запуск оборудования, обучение операторов и программы обслуживания.

Мы являемся лидером в исследованиях и разработках в этой отрасли, эксплуатируя системы более 25 лет. Наши системы ACI могут снизить выбросы ртути более чем на 90%, в зависимости от типа сжигаемого угля и типа оборудования для контроля загрязнения воздуха, установленного на заводе.


Подробнее об особенностях наших систем ACI:

Мы предлагаем две системы, которые можно адаптировать к вашему применению, чтобы обеспечить многолетнюю надежную работу при дозировании в:

  • Дымовой газ. Выбор для введения ПАУ в потоки дымовых газов для контроля регулируемых соединений, таких как ртуть и диоксины, от угольных коммунальных предприятий, цементных печей, мусоросжигательных печей, промышленных котлов и плавильных печей. Дозировка PAC плавно регулируется и пневматически подается в поток дымовых газов.
  • Жидкости. Эта система чисто и точно дозирует PAC в поток жидкости для удаления органических соединений, цветных тел и загрязняющих веществ, вызывающих запах, из напитков, воды, сточных вод и других промышленных применений. Система доставки PAC включает гидравлическое перемешивание и передает непрерывно регулируемую дозу PAC в поток жидкости.

Преимущества силосных систем для дозирования дымовых газов и жидкостей включают:

Упрощенные операции
  • Стандартный интерфейс дистанционного управления / сигнализации
  • Полнофункциональная система управления на основе программируемого логического контроллера (ПЛК)
  • Минимальное присутствие оператора
  • Проведен ввод в эксплуатацию и обучение операторов
Минимальное техобслуживание
  • Работа без пыли
  • Снижение затрат на рабочую силу
  • Несколько систем кормления из одного силоса
  • Доставка 40 000 фунтов стерлингов на полностью опломбированных грузовиках

Наша система PortaPAC - это простой и экономичный способ дозирования PAC из мешков в жидкие или дымовые газы.Устройство подачи является портативным и состоит из двух 8-футовых секций, что упрощает транспортировку, установку и перемещение. Система может быть установлена ​​на постоянной основе для приложений с меньшими требованиями к объему или использоваться в качестве временной системы для полномасштабного тестирования.

Преимущества нашей системы PortaPAC:

  • Компактная конструкция: 6 футов на 6 футов
  • Локальное или удаленное управление и мониторинг системы
  • Постоянная и надежная подача
  • В системах дымовых газов используется регенеративный нагнетатель с соответствующим эдуктором для обеспечения плавной и безотказной передачи измеренного PAC к точке нагнетания.
  • Для жидкостей используется промывочный сосуд из нержавеющей стали. Поперечный поток рабочей жидкости добавляется по касательной, чтобы способствовать нисходящему потоку отмеренного углерода в отверстие эдуктора. Поставляется реле давления жидкости для обнаружения присутствия рабочей жидкости, что предотвращает переполнение и обеспечивает безопасную и надежную работу.

Эти системы специально разработаны для временного использования в программах полномасштабных заводских испытаний для оценки способности технологии впрыска PAC контролировать регулируемые соединения, включая ртуть, диоксины и углеводороды.Они обладают теми же преимуществами, что и наши постоянные системы. После завершения испытаний мобильная силосная система снимается и перевозится на бортовом прицепе на другую производственную площадку. Они сделаны из сборных компонентов для быстрой настройки, и мы предлагаем круглосуточную работу.

  • Различные конструкции на выбор диаметром от 30 до 120 дюймов
  • Расход жидкости от 5 до 550 галлонов в минуту (галлонов в минуту)
  • GAC вместимостью от 500 до 20000 фунтов
  • Скорость потока пара от 180 до 4800 кубических футов в минуту (куб. Футов в минуту)
  • Углеродистая сталь со стандартным внутренним эпоксидным покрытием, доступны другие варианты
  • В наличии для немедленной отгрузки
  • Объем барабана от 150 до 300 литров
  • Подходит для воды, продуктов питания, напитков и химикатов

Наши адсорбционные сосуды серии AEROPURE V рекомендуются для обработки газовых потоков в самых разных областях применения.Их модульная конструкция обеспечивает максимальную гибкость при выборе местоположения и требований к лечению. Наши газовые баллоны рассчитаны либо на давление - 10 фунтов на квадратный дюйм (psig), либо на вакуум - Максимум 28 дюймов ртутного столба (Hg) - работа и температура до 150 ° F, а размеры систем варьируются от 500 до 30 000 фунтов.

Наши адсорбционные сосуды серии LIQUIDPURE L рекомендуются для обработки жидких потоков в самых разных областях применения. Их модульная конструкция обеспечивает максимальную гибкость при выборе местоположения и требований к лечению.Наши сосуды для жидкости рассчитаны на рабочее давление от 125 до -15 фунтов на кв. Дюйм (вакуум) и температуру до 150˚F.

Системы впрыска двигателя - Большая химическая энциклопедия

Более того, европейские правила 2005 года ограничили содержание серы в дизельном топливе до SOmgkg. Известно, что органические соединения серы придают дизельному топливу смазывающую способность, которая исчезнет по мере вступления в силу правил.Добавление 1-2% биодизеля к дизельным смесям имеет эффект восстановления смазывающей способности за счет противоизносного действия на системы впрыска двигателя, которое характерно для полярных молекул. [Pg.323]

Вода может засорять фильтр и вызывать коррозию компонентов системы впрыска. Помимо засорения фильтров, отложения могут вызывать износ и создавать отложения как в системе впрыска, так и в самом двигателе. Таким образом, одна из наиболее важных характеристик дизельного топлива, содержание воды и отложений (ASTM D-1796, IP 75), является результатом обработки и хранения с момента выхода топлива с нефтеперерабатывающего завода до момента его доставки на завод. система впрыска двигателя.[Стр.195]

Другими загрязнителями тяжелого топлива являются металлы (ванадий, никель, натрий), поступающие из самой сырой нефти, или соли металлов (силикаты алюминия), поступающие с катализаторов на стадиях конверсии. Содержание силикатов алюминия не должно превышать 300 частей на миллион (30 частей на миллион алюминия), поскольку эти материалы оказывают сильное абразивное воздействие на цилиндры двигателя и системы впрыска. Однако их можно частично удалить центрифугированием и фильтрацией. [Pg.240]

Б. М. Бертилссон, «Регулируемые и нерегулируемые выбросы от дизельного двигателя, работающего на спиртовом топливе с двумя отдельными системами впрыска Euel», 5th Int.Symp. по технологии AlcoholEuel (Окленд, Новая Зеландия, 13–18 мая 1982 г.) Vol. 3. [Pg.435]

M. Nuti, M Система впрыска высокого давления с регулируемой синхронизацией и электронным управлением для двигателей 2S SI, SAE
9, Общество автомобильных инженеров, Warrendale, PA, 1990. [Pg.498]

Water системы впрыска или впрыска пара широко используются для увеличения мощности. Коррозия диффузора компрессора и камеры сгорания не считалась серьезной проблемой. Повышение производительности и эффективности за счет снижения NO делает процесс очень привлекательным.Циклы с разъемным валом привлекательны для использования в механических приводах с регулируемой скоростью. Нестандартными характеристиками такого двигателя являются высокий КПД и высокий крутящий момент на низких оборотах. [Стр.87]

Барьеры коллектора ограничивают радиоактивность 1) керамической топливной таблеткой 2) оболочкой 3) охлаждающей водой, как продемонстрировала авария на TMI-2 4) первичный контур охлаждения 5) защитная оболочка и 6) отделение от населения путем размещения. Дополнительную защиту обеспечивают устройства повышения давления, сброса давления, впрыска под низким давлением, впрыска под высоким давлением и отвода остаточного тепла.[Стр.208]

Все дизельное топливо обычно содержит следы воды, выраженные в частях на миллион (ppm). При очень высоких давлениях впрыска топлива, которые сейчас используются в дизельных двигателях с электронным управлением, широко используются топливные фильтры / водоотделители, поскольку вода, свободно циркулирующая через систему впрыска, может привести к заклиниванию компонентов и эрозии отверстий сопел форсунок, а также В крайних случаях из-за высокого коэффициента сжимаемости воды наконечник топливной форсунки может сорваться. [Стр.341]

Первые двигатели, изобретенные Рудольфом Дизелем, работали на арахисовом масле, но из-за появления относительно дешевого масла этот тип биодизеля так и не стал коммерчески жизнеспособным. Примерно с 1930 года дизельный двигатель был усовершенствован и настроен для работы на дизельной фракции сырой нефти, которая состоит в основном из насыщенных углеводородов. По этой причине современный дизельный двигатель не может удовлетворительно работать на чистом исходном растительном масле из-за проблем, связанных с высокой вязкостью, образованием отложений в системе впрыска и плохими характеристиками холодного пуска.Сегодня, однако, экологическая ... [Pg.173]

Brown RQ, Mount A, Burg KJ (2005) Оценка полимерных каркасов, которые будут использоваться в композитной инъекционной системе для тканевой инженерии межпозвонкового диска. J Biomed Mater Res A 74 (l) 32-39 ... [Pg.230]

Другое важное применение распылителей с прямым отверстием - форсунки форсажной камеры реактивных двигателей. Система впрыска топлива обычно состоит из одного или нескольких круглых коллекторов, поддерживаемых стойками в струйной трубе. Топливо подается в коллектор по подающим трубкам в опорных стойках и разбрызгивается в зону горения через отверстия в коллекторе.Увеличение количества отверстий и / или использование кольцевого коллектора может способствовать равномерному распределению жидкости. Для снижения риска закупоривания отверстий минимальный размер отверстия 0,5 мм обычно считается приемлемым для топлива керосинового типа. [Стр.28]

Первым требованием при разработке ACC было управление топливовоздушными смесями, и в современных автомобилях оно поддерживается точно на стехиометрическом соотношении 19 1 для всех нагрузок двигателя, с помощью датчика O2 в выхлопных газах, который контролирует топливо. система впрыска.Состав и расположение катализатора в реакторе также имеют решающее значение для правильной конструкции. [Стр.293]

Существует большое беспокойство по поводу выбросов, которые возникают при сгорании серы в топливе (т. Е. Оксидов серы). Эти газообразные продукты дополнительно реагируют с образованием загрязнителей окружающей среды, таких как серная кислота и сульфаты металлов. Активная сера и некоторые соединения серы могут вызывать коррозию систем впрыска и способствовать образованию отложений в камере сгорания. В условиях эксплуатации при низких температурах внутри двигателя может конденсироваться влага.Соединения серы могут затем соединяться с водой с образованием едких кислотных соединений. [Pg.60]

Системы впрыска дизельного топлива под высоким давлением содержат дорогие и сложные компоненты. Насос высокого давления и инжектор являются ключевыми компонентами для обеспечения надлежащего управления подачей топлива в дизельном двигателе. Зазоры и допуски между движущимися частями топливного насоса вполне нормальные. Даже небольшое количество отложений, загрязнений или коррозии может значительно повлиять на эффективность работы системы впрыска топлива.[Pg.164]

В дизельное топливо добавляют присадки или детергенты, предотвращающие образование отложений, чтобы предотвратить образование и накопление отложений на деталях системы впрыска топлива. Моющие средства обеспечивают следующие рабочие характеристики дизельного двигателя ... [Pg.165]

Топливо, обычно бензин или дизельное топливо, перекачивается в двигатель из топливного бака (или баков) этим насосом, который механически является устройство с приводом или, как сейчас более распространено, с электрическим приводом. Топливный насос подает топливо в карбюратор (бензин) или систему впрыска топлива (дизельные и более новые бензиновые двигатели), которые распределяют топливо под давлением в виде спрея в соответствующий цилиндр.Многие устройства, которые раньше имели механический привод, теперь заменены устройствами с компьютерным управлением. [Pg.211]

Для изучения эффективности системы закачки кислорода, а также для изучения других проблем с качеством воды, Экспериментальная станция водных путей (WES) Инженерного корпуса армии США провела обширные исследования как в озере RBR, так и в Озеро Турмонд. Эти текущие исследования, начатые до создания водохранилища, дают подробную картину развития событий с момента задержания.Отчеты, содержащие эти данные (54), составляют ценную основу для других исследований. [Pg.500]

Подавляющее большинство пропановых топливных систем, используемых на легковых автомобилях до настоящего времени, были системы с механическим управлением, которые измеряют пропан пропорционально количеству воздуха, используемого двигателем (воздушный клапан и трубка Вентури. смесители -типа). Хотя эти системы работают хорошо, их возможности затмеваются системами впрыска бензина и часто отстают от бензиновых систем с точки зрения ускорения, управляемости и характеристик при холодном запуске.Chrysler Canada и один из европейских производителей оборудования предлагают системы впрыска жидкого пропана, которые являются прямыми аналогами систем впрыска бензина. Эти системы должны иметь неотъемлемые преимущества в производительности по сравнению с топливными системами на парообразном пропане. [Стр.27]

Вязкость метиловых эфиров аналогична вязкости дизельного топлива и в большинстве случаев выше, чем у дизельного топлива. Это потенциально может повлиять на количество топлива, впрыскиваемого системами впрыска дизельного двигателя, но вряд ли приведет к значительным изменениям.[Стр.70]


Впрыск воздуха - Система впрыска вторичного воздуха - Типы - Функция

Впрыск воздуха - Система впрыска вторичного воздуха - Типы - Функция - Отказ

Система впрыска вторичного воздуха фактически является составной частью выхлопной системы.

Поскольку ни один двигатель внутреннего сгорания не является эффективным на 100%; в выхлопе всегда будет несгоревшее топливо.

Это увеличивает выбросы углеводородов.

В результате была создана система нагнетания воздуха.

Для сгорания требуется топливо, кислород и тепло. Без одного из трех; возгорание не может произойти. Следовательно, внутри выпускного коллектора имеется достаточно тепла для поддержания горения.

Система впрыска вторичного воздуха

Все, что нам нужно сделать, это ввести немного кислорода, чтобы любое несгоревшее топливо воспламенилось. Смог-насос нагнетания воздуха выталкивает воздух в выхлопную систему сразу после выпускного коллектора. Следовательно, помогая перехватывать и сжигать несгоревшее топливо.

Система критически важна для обеспечения соответствия двигателей государственным стандартам выбросов.

Это сгорание не производит никакой энергии; но это снизит чрезмерные выбросы углеводородов.

В отличие от камеры сгорания; это горение неконтролируемое. Итак, если содержание топлива в выхлопе чрезмерно; произойдут взрывы, похожие на хлопки. Бывают случаи, когда в нормальных условиях; например, замедление при чрезмерном содержании топлива. Итак, в этих условиях мы хотели бы отключить систему впрыска воздуха.Установка переключающего клапана впрыска воздуха решает эту проблему. Итак, вместо выключения воздушного насоса; он отводит воздух от выпускного коллектора.

Переключающий клапан

Итак, переключающий клапан воздушного насоса позволяет перекачивать воздух, подаваемый от воздушного насоса; в выхлопной поток. Таким образом, сокращаются выбросы углеводородов и окиси углерода из выхлопной трубы. Он работает как односторонний клапан; позволяя воздуху перекачиваться через выхлоп. Таким образом предотвращается утечка выхлопных газов обратно в систему впрыска вторичного воздуха.При выходе из строя переключающего клапана воздушного насоса; это может привести к множеству проблем. Помимо значительного увеличения выбросов выхлопных газов автомобиля.

Все это делается после завершения процесса сгорания. В результате это устройство не влияет на работу двигателя.

Системы впрыска воздуха в основном состоят из двух различных конструкций:

Впрыск воздуха
Тип насоса
  • Первая система, известная как насосного типа, включает воздушный насос; широко известный как насос для смога.Он отвечает за подачу свежего сжатого кислорода; к выхлопному потоку через выпускной коллектор.
Импульсный Тип
  • Второй тип системы, известный как Pulse Air System, намного проще. Он основан на вакууме, создаваемом в выхлопном потоке, когда он движется вниз по выпускному коллектору.

Неисправный воздушный насос вызовет несколько заметных симптомов:

  • Двигатель работает неровно
  • Пониженная мощность
  • Проверьте двигатель Свет загорается
  • Запах выхлопных газов

P0410 Код двигателя

Что означает код P0410.

P0410 - это общий код OBD-II, обнаруженный модулем управления двигателем (ECM). Датчик двигателя (O2) не обнаружил повышения уровня (O2) в выхлопе; когда была активирована система впрыска воздуха.

Причина появления кода P0410?
  • Слабый поток воздуха в выхлоп.
  • Датчики (O2) медленно реагируют на увеличение (O2) в выхлопе.
  • Чрезмерное противодавление в выхлопе.
  • Контакты реле ТНВД не замыкаются.

Заключение

Неисправный насос, как правило, является наиболее частой причиной отказа системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *