Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Інжекторниє системи ДВС опис і принцип роботи

  1. Система впорскування палива Дана система подачі палива, що встановлюється на сучасних бензинових...
  2. ТИПИ інжекторних СИСТЕМ
  3. Режими роботи двигуна GDI

Система впорскування палива

Дана система подачі палива, що встановлюється на сучасних бензинових двигунах. Ця система подачі палива поступово витісняє систему харчування карбюраторних двигунів . Двигуни, які мають таку систему, називають інжекторними двигунами.

В кінці 60х-початку 70х років ХХ століття гостро постала проблема забруднення навколишнього середовища промисловими відходами, серед яких значну частину складали вихлопні гази автомобілів. До цього часу склад продуктів згоряння двигунів внутрішнього згоряння нікого не цікавив. З метою максимального використання повітря в процесі згоряння і досягнення максимально можливої ​​потужності двигуна склад суміші регулювався з таким розрахунком, щоб в ній був надлишок бензину. В результаті в продуктах згоряння зовсім був відсутній кисень, проте залишалося незгоріле паливо, а шкідливі для здоров'я речовини утворюються головним чином при неповному згорянні. У прагненні підвищувати потужність конструктори встановлювали на карбюратори прискорювальні насоси, колючі паливо у впускний колектор при кожному різкому натисканні на педаль акселератора, тобто коли потрібно різкий розгін автомобіля. У циліндри при цьому потрапляють надмірна кількість палива, що не відповідає кількості повітря.

В умовах міського руху прискорювальний насос спрацьовує практично на всіх перехрестях зі світлофорами, де автомобілі повинні то зупинятися, то швидко рушати з місця. Неповне згоряння має місце також при роботі двигуна на холостих обертах, а особливо при гальмуванні двигуном. При закритому дроселі повітря проходить через канали холостого ходу карбюратора з великою швидкістю, всмоктування занадто багато палива. Через значне розрідження у впускному трубопроводі в циліндри засмоктується мало повітря, тиск в камері згоряння залишається до кінця такту стиснення порівняно низьким, процес згоряння надмірно багатої суміші проходить повільно, і в вихлопних газах залишається багато незгорілого палива. Описані режими роботи двигуна різко підвищують вміст токсичних з'єднань в продуктах згоряння.

Стало очевидно, що для зниження шкідливих для життєдіяльності людини викидів в атмосферу треба кардинально міняти підхід до конструювання паливної апаратури.

Стало очевидно, що для зниження шкідливих для життєдіяльності людини викидів в атмосферу треба кардинально міняти підхід до конструювання паливної апаратури

Для зниження шкідливих викидів в систему випуску було запропоновано встановлювати каталітичний нейтралізатор відпрацьованих газів. Але каталізатор ефективно працює тільки при спалюванні в двигуні так званої нормальної паливо-повітряної суміші (вагове співвідношення повітря / бензин 14,7: 1). Будь-яке відхилення складу суміші від зазначеного призводило до падіння ефективності його роботи та прискореного виходу з ладу. Для стабільної підтримки такого співвідношення робочої суміші карбюраторні системи вже не підходили. Альтернативою могли стати тільки системи упорскування.

Перші системи були чисто механічними з незначним використанням електронних компонентів. Але практика використання цих систем показала, що параметри суміші, на стабільність яких розраховували розробники, змінюються в міру експлуатації автомобіля. Цей результат цілком закономірний, враховуючи знос і забруднення елементів системи і самого двигуна внутрішнього згоряння в процесі його служби. Стало зрозуміло про систему, яка змогла б сама себе коригувати в процесі роботи, гнучко зрушуючи умови приготування робочої суміші в залежності від зовнішніх умов. Вихід був знайдений наступний. У систему уприскування ввели зворотний зв'язок - в випускну систему, безпосередньо перед каталізатором, поставили датчик вмісту кисню у вихлопних газах, так званий лямбда-зонд. Дана система розроблялася вже з урахуванням наявності такого основоположного для всіх наступних систем елемента, як електронний блок управління (ЕБУ). За сигналами датчика кисню ЕБУ коригує подачу палива в двигун, точно витримуючи потрібний склад суміші.

На сьогоднішній день інжекторний (або, кажучи по-науковому, вприськовий) двигун практично повністю замінив застарілі карбюраторні двигуни . Інжекторний двигун істотно покращує експлуатаційні та показники потужності автомобіля (динаміка розгону, екологічні характеристики, витрата палива).

Інжекторниє системи подачі палива мають перед карбюраторними наступні основні переваги:

  1. Точне дозування палива і, отже, більш економний його витрата;
  2. зниження токсичності вихлопних газів . Досягається за рахунок оптимальності паливно-повітряної суміші і застосування датчиків параметрів вихлопних газів;
  3. Збільшення потужності двигуна приблизно на 7-10%. Відбувається за рахунок поліпшення наповнення циліндрів, оптимальної установки кута випередження запалювання, відповідного робочого режиму двигуна;
  4. Поліпшення динамічних властивостей автомобіля. Система вприскування негайно реагує на будь-які зміни навантаження, коригуючи параметри паливно-повітряної суміші;
  5. Легкість пуску незалежно від погодних умов.

ПРИСТРІЙ І ПРИНЦИП РОБОТИ (на прикладі електронної системи розподіленого упорскування)

В сучасних вприськових двигунах для кожного циліндра передбачена індивідуальна форсунка В сучасних вприськових двигунах для кожного циліндра передбачена індивідуальна форсунка. Всі форсунки з'єднуються з паливною рампою, де паливо знаходиться під тиском, яке створює електробензонасос. Кількість палива, що впорскується залежить від тривалості відкриття форсунки. Момент відкриття регулює електронний блок керування (контролер) на підставі оброблюваних їм даних від різних датчиків.

Датчик масової витрати повітря служить для розрахунку циклового наповнення циліндрів. Вимірюється масова витрата повітря, який потім перераховується програмою в циліндровим цикловое наповнення. При аварії датчика його свідчення ігноруються, розрахунок йде по аварійним таблицями.

Датчик положення дросельної заслінки служить для розрахунку фактора навантаження на двигун і його зміни в залежності від кута відкриття дросельної заслінки, оборотів двигуна і циклового наповнення.

Датчик температури охолоджуючої рідини служить для визначення корекції подачі палива і запалювання по температурі і для управління електровентилятором. При аварії датчика його свідчення ігноруються, температура береться з таблиці в залежності від часу роботи двигуна.

Датчик положення колінчастого вала служить для загальної синхронізації системи, розрахунку оборотів двигуна і положення коленвала в певні моменти часу. ДПКВ - полярний датчик. При неправильному включенні двигун заводиться не буде. При аварії датчика робота системи неможлива. Це єдиний "життєво важливий" в системі датчик, при якому рух автомобіля неможливо. Аварії всіх інших датчиків дозволяють своїм ходом дістатися до автосервісу.

Датчик кисню призначений для визначення концентрації кисню у відпрацьованих газах. Інформація, яку видає датчик, використовується електронним блоком управління для коригування кількості палива, що подається. Датчик кисню використовується тільки в системах з каталітичним нейтралізатором під норми токсичності Євро-2 і Євро-3 (в Євро-3 використовується два датчика кіслорода- до каталізатора і після нього).

Датчик детонації служить для контролю за детонацією. При виявленні останньої ЕБУ включає алгоритм гасіння детонації, оперативно коригуючи кут випередження запалювання.

Тут перераховані тільки деякі основні датчики, необхідні для роботи системи. Комплектації датчиків на різних автомобілях залежать від системи упорскування, від норм токсичності та ін.

Про результатами опитування визначених у програмі датчиків, програма ЕБУ здійснює управління виконавчими механізмами, до яких відносяться: форсунки, бензонасос, модуль запалювання, регулятор холостого ходу, клапан адсорбера системи уловлювання парів бензину, вентилятор системи охолодження та ін. (Всі знову ж таки залежить від конкретної моделі)

З усього перерахованого, можливо, не всі знають, що таке адсорбер. Адсорбер є елементом замкнутого кола рециркуляції парів бензину. Нормами Євро-2 заборонений контакт вентиляції бензобака з атмосферою, пари бензину повинні збиратися (адсорбироваться) і під час продування надсилатися в циліндри на дожіг. На непрацюючому двигуні пари бензину потрапляють в адсорбер з бака і впускного колектора, де відбувається їх поглинання. При запуску двигуна адсорбер по команді ЕБУ продувається потоком повітря, що всмоктується двигуном, пари захоплюються цим потоком і допалюються в камері згоряння.

ТИПИ інжекторних СИСТЕМ

Залежно від кількості форсунок і місця подачі палива, системи упорскування поділяються на три типи: одноточковий або моновприск (одна форсунка у впускному колекторі на всі циліндри), многоточечний або розподілений (у кожного циліндра своя форсунка, яка подає паливо в колектор) і безпосередній ( паливо подається форсунками безпосередньо в циліндри, як у дизелів).

Однокрапкового впорскування простіше, він менш начинений електронікою, а й менш ефективний. Керуюча електроніка дозволяє знімати інформацію з датчиків і відразу ж міняти параметри впорскування. Важливо й те, що під моновприск легко адаптуються карбюраторні двигуни майже без конструктивних переробок або технологічних змін у виробництві. У одноточечного уприскування перевага перед карбюратором складається в економії палива, екологічну чистоту і відносної стабільності і надійності параметрів. А ось в прийомистості двигуна одноточковий уприскування програє. Ще один недолік: при використанні одноточечного уприскування, як і при використанні карбюратора до 30% бензину осідає на стінках колектора.

Системи одноточечного уприскування, безумовно, були кроком вперед в порівнянні з карбюраторними системами харчування, але вже не задовольняють сучасним вимогам.

Системи одноточечного уприскування, безумовно, були кроком вперед в порівнянні з карбюраторними системами харчування, але вже не задовольняють сучасним вимогам

Більш досконалими є системи багатоточкового уприскування, в яких подача палива до кожного циліндра здійснюється індивідуально. Розподілене уприскування могутніше, економічніше і складніше. Застосування такого вприскування збільшує потужність двигуна приблизно на 7-10 відсотків. Основні переваги розподіленого уприскування:

  1. Можливість автоматичної настройки на різних оборотах і відповідно поліпшення наповнення циліндрів, в результаті при тій же максимальній потужності автомобіль розганяється набагато швидше;
  2. Бензин впорскується поблизу впускного клапана, що істотно знижує втрати на осідання у впускному колекторі і дозволяє здійснювати більш точне регулювання подачі палива.

Можливість автоматичної настройки на різних оборотах і відповідно поліпшення наповнення циліндрів, в результаті при тій же максимальній потужності автомобіль розганяється набагато швидше;   Бензин впорскується поблизу впускного клапана, що істотно знижує втрати на осідання у впускному колекторі і дозволяє здійснювати більш точне регулювання подачі палива

Безпосередній впорскування як чергове і ефективний засіб в справі оптимізації згоряння суміші і підвищення ККД бензинового двигуна реалізує прості принципи. А саме: більш ретельно розпилює паливо, краще перемішує з повітрям і грамотніше розпоряджається готовою сумішшю на різних режимах роботи двигуна. В результаті двигуни з безпосереднім уприскуванням споживають менше палива, ніж звичайні «вприскові» (в народі - інжектор) мотори (особливо при спокійній їзді на невисокій швидкості); при однаковому робочому обсязі вони забезпечують більш інтенсивне прискорення автомобіля; у них чистіше вихлоп; вони гарантують більш високу літрову потужність за рахунок більшому ступені стиснення і ефекту охолодження повітря при випаровуванні палива в циліндрах. У той же час вони потребують якісного бензині з низьким вмістом сірки і механічних домішок, щоб забезпечити нормальну роботу паливної апаратури.

А як раз головне невідповідність між ГОСТами, нині діючими в Росії, і евростандартамі- підвищений вміст сірки, ароматичних вуглеводнів і бензолу. Наприклад, російсько-український стандарт допускає наявність 500 мг сірки в 1 кг палива, тоді як "Євро-3" - 150 мг, «Євро-4» - лише 50 мг, а «Євро-5» - всього 10 мг. Сірка і вода здатні активізувати корозійні процеси на поверхні деталей, а сміття є джерелом абразивного зносу каліброваних отворів форсунок і плунжерних пар насосів. В результаті зносу знижується робочий тиск насоса і погіршується якість розпилення бензину. Все це відбивається на характеристиках двигунів і рівномірності їх роботи.

Першою застосувала двигун з безпосереднім уприскуванням на серійному автомобілі компанія Mitsubishi. Тому розглянемо пристрій і принципи дії безпосереднього вприскування на прикладі двигуна GDI (Gasoline Direct Injection). Двигун GDI може працювати в режимі згоряння сверхобедненной паливо-повітряної суміші: співвідношення повітря і палива по масі до 30-40: 1. Максимально можливе для традиційних інжекторних двигунів з розподіленим уприскуванням співвідношення дорівнює 20-24: 1 (варто нагадати, що оптимальний, так званий стехиометрический, склад - 14,7: 1) - якщо надлишок повітря буде більше, переобедненія суміш просто не запалиться. На двигуні GDI розпорошену паливо знаходиться в циліндрі у вигляді хмари, зосередженого в районі свічки запалювання. Тому, хоча в цілому суміш переобедненія, у свічки запалювання вона близька до стехіометричної складу і легко загорається. У той же час, збіднена суміш в іншому обсязі має набагато меншу схильність до детонації, ніж стехіометрична. Остання обставина дозволяє підвищити ступінь стиснення, а значить збільшити і потужність, і крутний момент. За рахунок того, що при упорскуванні і випаровуванні в циліндр палива, повітряний заряд охолоджується - дещо покращується наповнення циліндрів, а також знову знижується ймовірність виникнення детонації.

Режими роботи двигуна GDI

Всього передбачено три режими роботи двигуна:

  • Режим згоряння надбідній суміші (впорскування палива на такті стиснення).
  • Режим потужності (уприскування на такті впуску).
  • Двостадійний режим (уприскування на тактах впуску і стиснення) (застосовується на евромодіфікаціях).

Режим згоряння надбідній суміші (впорскування палива на такті стиснення). Цей режим використовується при малих навантаженнях: при спокійній міській їзді і при русі за містом з постійною швидкістю (до 120 км / ч). Паливо впорскується компактним факелом в кінці такту стиснення в напрямку поршня, відбивається від нього, змішується з повітрям і випаровується, прямуючи в зону свічки запалювання . Хоча в основному обсязі камери згоряння суміш надзвичайно збіднена, заряд в районі свічки досить збагачений, щоб спалахнути від іскри і підпалити іншу суміш. В результаті двигун стійко працює навіть при загальному співвідношенні повітря і палива в циліндрі 40: 1.

Робота двигуна на сильно збідненої суміші поставила нову проблему - нейтралізацію відпрацьованих газів. Справа в тому, що при цьому режимі основну їх частину становлять оксиди азоту, і тому звичайний каталітичний нейтралізатор стає малоефективним. Для вирішення цього завдання була застосована рециркуляція відпрацьованих газів (EGR-Exhaust Gas Recirculation), яка різко знижує кількість які виникають оксидів азоту та встановлено додатковий NO-каталізатор.

Система EGR "розбавляючи" паливо-повітряну суміш відпрацьованими газами, знижує температуру горіння в камері згоряння, тим самим "приглушаючи" активне утворення шкідливих оксидів, в тому числі NOx. Однак забезпечити повну і стабільну нейтралізацію NOx тільки за рахунок EGR неможливо, так як при збільшенні навантаження на двигун кількість перепускає ОГ має бути зменшено. Тому на двигун з безпосереднім уприскуванням був впроваджений NO-каталізатор. Існує два різновиди каталізаторів для зменшення викидів NOx - селективні (Selective Reduction Type) і накопичувального типу (NOx Trap Type). Каталізатори накопичувального типу більш ефективні, але надзвичайно чутливі до високосірчисту паливом, чому менш схильні до селективні. Відповідно до цього, накопичувальні каталізатори встановлюються на моделі для країн з низьким вмістом сірки в бензині, і селективні - для інших.

Режим потужності (уприскування на такті впуску). Так званий "режим однорідного сумішоутворення" використовується при інтенсивній міській їзді, високошвидкісному заміському русі і обгонах. Паливо впорскується на такті впуску конічним факелом, перемішуючись з повітрям і утворюючи однорідну суміш, як в звичайному двигуні з розподіленим уприскуванням. Склад суміші - близький до стехіометричної (14,7: 1)

Двостадійній режим (упріскування на тактах впуску и стисненого). Цей режим дозволяє підвіщіті момент двигуна в тому випадка, коли водій, рухаючісь на малих Оберт, різко натіскає педаль акселератора. Коли двигун працює на малих Оберт, а в него Раптена подається збагачена суміш, ймовірність детонації растет. Тому впорскування здійснюється в два етапи. Невелика Кількість паливо впорскується в циліндр на такті впуску та охолоджує Повітря в ціліндрі. При цьому циліндр заповнюється надбідній сумішшю (приблизно 60: 1), в якій детонаційні процеси не відбуваються. Потім, в кінці такту стиснення, подається компактний струмінь палива, яка доводить співвідношення повітря і палива в циліндрі до "багатого" 12: 1.

Чому цей режим введений тільки для автомобілів для європейського ринку? Та тому що для Японії притаманні невисокі швидкості руху і постійні пробки, а Європа-це протяжні автобани і високі швидкості (а отже, високі навантаження на двигун).

Компанія Mitsubishi стала піонером в застосуванні безпосереднього вприскування палива. На сьогоднішній день аналогічну технологію використовують Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) і Toyota (JIS). Головний принцип роботи цих систем харчування аналогічен- подача бензину не у впускний тракт, а безпосередньо в камеру згоряння і формування пошарового або однорідного сумішоутворення в різних режимах роботи мотора. Але подібні паливні системи мають і відмінності, причому іноді досить істотні. Основні з них - робочий тиск в паливній системі, розташування форсунок і їх конструкція.

Статті по темі:
1. карбюраторні двигун, робота карбюратора, Пристрій карбюратора;
2. Дизельний двигун;
3. Гібридна силова установка автомобіля;
4. Пристрій и принцип Дії двотактного двигуна внутрішнього згоряння ;
5. Чотирьох тактний двигун, пристрій і принцип роботи