Метки: Впрыск

Устройства для изменения угла опережения впрыска

Оптимальный угол опережения подачи топлива в камеру сгорания дизеля устанавливают обычно на номинальном режиме его работы. При изменении частоты вращения коленчатого вала и нагрузки дизеля необходимо менять и угол опережения впрыска. Так, при снижении нагрузки наилучшее протекание рабочего процесса дизеля происходит при уменьшении угла опережения впрыска. Уменьшать угол опережения впрыска следует при снижении частоты вращения вала. Только при этих условиях сгорание будет происходить вблизи верхней мертвой точки и показатели рабочего процесса будут наилучшими. Не все дизели одинаково реагируют на изменение угла опережения впрыска. Дизели с разделенными камерами, как известно, характеризуются более стабильным рабочим процессом. Они менее чувствительны к изменению скоростного и нагрузочного режимов работы. Поэтому изменение угла опережения подачи топлива в процессе их работы может не дать ощутимого эффекта В дизелях же с неразделенными камерами сгорания несоответствие угла опережения подачи скоростному и нагрузочному режимам приводит к резкому ухудшению экономических и мощностных показателей. Характер изменения угла опережения подачи зависит и от типа насоса высокого давления и способа дозирования топлива. В золотниковых насосах высокого давления, в которых подачу топлива регулируют изменением конца подачи, угол опережения впрыска в процессе работы практически остается постоянным. При установке таких насосов на дизели с неразделенными камерами сгорания, работающих в широком диапазоне скоростных н нагрузочных режимов, изменение угла опережения подачи обязательно. Если в этих насосах цикловую подачу изменяют началом или началом и концом подачи, то каждой нагрузке соответствует и свой угол опережения подачи. При условии, что определенной скорости дизеля соответствует и определенная цикловая подача, регулировать дополнительно этот угол нет необходимости. В транспортных дизелях связи между нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала не существует. Поэтому возникает потребность предусматривать специальные устройства для корректировки этого угла. В насосах с дозированием количества подаваемого топлива дросселированием на всасывании с уменьшением подачи угол опережения впрыска уменьшается больше, чем требуется для оптимального протекания рабочего процесса. Это также ухудшает рабочий процесс, причем больше, чем при сохранении угла опережения подачи постоянным. Таким образом, для абсолютного большинства дизелей, работающих в широком диапазоне изменения скоростных и нагрузочных режимов, с целью повышения их эффективности целесообразно устанавливать специальные устройства изменения угла опережения подачи в соответствии с режимам работы двигателя. В настоящее время существует большое разнообразие конструкций таких устройств. Их разделяют на муфты опережения впрыска, приставляемые к насосам, и устройства, являющиеся неотъемлемой частью насоса высокого давления. Муфты опережения впрыска В этом случае устройство для изменения угла опережения впрыска конструктивно выполняют вместе с приводной муфтой топливного насоса высокого давления. Изменение угла опережения подачи топлива осуществляется при развороте кулачкового вала насоса относительно вала привода от руки, центробежными силами грузов, давлением жидкости или воздуха, электромагнитом и другими способами. Приводные муфты насосов обеспечивают передачу крутящего момента, упругость передачи в моменты ее большей нагрузки. При наличии этих муфт допускается некоторая несоосность валов привода и насоса. Рис. Схема муфты привода насоса: 1, 4 — втулки; 2 — фланец. 3 — шайба Наиболее простая ручная муфта приведена на рисунке. Втулку 4 с двумя выступами А закрепляют на кулачковом валу насоса при помощи шпонки и фиксатора (обычно гайки). Промежуточный фланец 2 с двумя такими же выступами В соединен с втулкой 1 приводного вала при помощи двух болтов, проходящих через специальные...

Распределённый многоточечный механический впрыск

В настоящее время такие системы не выпускаются, но по дорогам нашей страны ещё долго будут колесить (если им помогут диагносты) автомобили АУДИ, МЕРСЕДЕС, ВОЛЬВО (БМВ и ПОРШЕ уже вымерли). Конечно система примитивная, но не забывайте, что начало выпуска подобных систем — 70-е годы. Наш автопром выпускал в то время только карбюраторные бензиновые двигатели и, к счастью, не стал выпускать а\м с механическим впрыском топлива. Добавим, что такие системы использовались производителями а\м из-за слабого развития электроники в то время. Были попытки выпускать автомобили с электронными системами управления и электрическими форсунками в 70-е годы, но ненадежная элементная база часто приводила к отказам электроники и некоторые производители (МЕРСЕДЕС, АУДИ, ВОЛЬВО, РЕНО) пошли по пути использования систем механического впрыска топлива и шли по нему до начала 90 х годов. В ремонте такие системы требуют высокой точности регулировки. Выпускали такие системы только Европейские производители. Первая схема системы механического впрыска топлива, использующего электромеханический регулятор противодавления и механический регулятор давления топлива приведена ниже. Кратко опишем работу системы. Система подачи топлива такая же, как и у систем электронного впрыска топлива, только используются более мощные топливные насосы, т. к. рабочее давление топлива до 6,5 bar. Система зажигания с отдельным блоком управления, но с такими же датчиками оборотов на маховике или в трамблёре. Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля VW Джетта (82-92): 4 — «лямбда» регулятор, 6 — клапан холостого хода, 9 — регулятор оборотов на этапе прогрева двигателя, 10 — модуль зажигания (коммутатор), 11 — катушка зажигания, 14 — топливный насос высокого давления, 15 — подкачивающий топливный насос, 16 — пусковая форсунка, 27 — регулятор противодавления топлива, 37 — кислородный датчик, 40 — датчик оборотов в распределителе зажигания, 48 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 62 — термовыклютатель, 87 — стартер, 90 — главное (системное) реле, 91 — реле бензонасоса, 101 — блок управления впрыском, 102 — блок управления холостым ходом. Рассмотрим устройство и принцип построения системы механического впрыска топлива. На рисунке приведена электрическая схема системы «К Jetronic» автомобиля VW Джетта 1,8 л. Рис. Рабочая схема а\м VW Джетта (82-92): 1 — форсунка, 2 — пусковая форсунка, 3 — клапан холостого хода, 4 — перепускной клапан, 5 — расходомер воздуха, 6 — дозатор-распределитель, 7 — регулятор давления топлива, 8 — термовыключатель, 9 — электровакуумный переключатель, 10 — датчик положения дроссельной заслонки, 11 — топливный фильтр, 12 — демпфер, 13 — винт регулировки СО, 14 — регулятор противодавления топлива, 15 — дополнительный топливный бак, 16 — топливный насос высокого давления, 17 — подкачивающий топливный насос, 18 — основной топливный бак. При вращении двигателя стартером напряжение одновременно поступает на пусковую форсунку, которая кратковременно вступает в работу и обогащает топливовоздушную смесь при низких температурах. Длительность работы пусковой форсунки зависит от термовременного выключателя, который не позволяет «залить» двигатель при продолжительно включённом стартере. Одновременно вступают в работу системы зажигания и холостого хода. Дополнительное количество воздуха, необходимое для обеспечения горения обогащенной топливовоздушной смеси подаётся через обводной воздушный канал регулятора прогрева 9(19). На холодном двигателе обводной канал открыт, а по мере прогрева перекрывается шторкой. За счёт разрежения, создаваемого движущимися поршнями, пройдя через фильтрующий элемент, воздух своим потоком...

Прямой впрыск топлива

Системы, использующие обычные типы форсунок, наиболее распространены и используются всеми фирмами, выпускающими легковые автомобили. В конце 90-х производители Японии сделали шаг вперёд запустили в производство автомобили с системами управления, использующие топливные форсунки прямого (непосредственно в цилиндр) впрыска топлива. Использование таких систем позволяет более точно дозировать топливо и тем самым добиваться высокого КПД двигателя при минимальных затратах топлива. Системы построения и управления бензиновыми двигателями и системы управления дизельными двигателями начали сближаться, используя похожие подходы к разработке систем управления современным двигателем. Рис. Электросхема системы управления двигателем МИТСУБИСИ 4G64 На рисунке приведена электросхема а\м МИТСУБИСИ Space wagon 2,4л GDi (4G64). Перечень компонентов: 1 — форсунка, 2 — клапан адсорбера, 3 — бензонасос, 11 — катушки зажигания, 33 — датчик дроссельной заслонки, 37 — кислородный датчик, 40 — датчик распредвала (Холла), 41 — датчик коленвала (Холла), 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 45 — датчик детонации, 49 — датчик скорости, 56 — включатель на тормозной педали, 58 — датчик положения педали акселератора, 74 — датчик давления топлива, 83 — диагностический разъём, 100 — ЭБУ двигателем, 110 — сигнал от генератора, 112 — лампа самодиагностики, 139 — расходомер воздуха (Karman), 140 — температура масла, 184 — блок управления форсунками, 210 — блок управления узлом дроссельной заслонки, 216 — мотор привода дроссельной заслонки, 220 — шаговый мотор клапана системы EGR (дожиг), 232 — датчик разрежения. Рабочая часть форсунки расположена непосредственно в камере сгорания и испытывает высокие температурные и ударные нагрузки. Топливный факел особой формы. В системе используется подкачивающий электробензонасос выдающий давление 3-4 bar. Из подкачивающего электрического, топливо попадает в основной механический насос высокого давления, который кинематически связан с распредвалом. Насос высокого давления накачивает давление в топливную рейку, соединённую с форсунками. В топливной рейке установлены датчики давления и температуры топлива. Высокое давление порядка 50-60 bar. В подобных системах требуется использовать бензин определенного качества, которого у нас практически нет, поэтому у систем прямого впрыска топлива часто выходят из строя топливные насосы, свечи зажигания. В данной системе управления используется электронная педаль акселератора, узел электронной дроссельной заслонки, электронный блок управления форсунками, электронный блок управления дроссельной заслонкой. Кроме МИТСУБИСИ выпуск подобных систем освоили ТОЙОТА, ФОРД и другие автофирмы.

Распределённый многоточечный электронный впрыск

На рисунках и схемах приведённых далее показаны основные схемы построения систем питания и систем управления распределённым впрыском топлива. Первая схема построена на использовании датчика расхода воздуха лопастного (флюгерного) типа, вторая — на использовании датчика расхода воздуха типа «горячая нить» и «горячая плёнка», третья — без использования датчика расхода воздуха (метод косвенного расчёта поступившего во впускной коллектор воздуха по показаниям MAP датчика (Е1301)). На рисунке ниже приведена электросхема системы управления двигателем а\м ПЕЖО 405 М1.3. Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобилем ПЕЖО 405 (84-93): 1 — датчик измерения количества поступившего в двигатель воздуха, 3 — датчик положения дроссельной заслонки, 4 — блок управления, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — кислородный датчик, 9 — форсунки, 10 — модуль зажигания, 11 — системное реле, 12 — реле бензонасоса, 13 — датчик температуры воздуха, 15 — регулятор холостого хода, 17 — катушка зажигания, 20 — датчик детонации, 21 — топливный насос, 24 — датчик частоты вращения коленчатого вала, 26 — лампа самодиагностики, 36 — предохранитель. Принцип работы систем распределённого впрыска отличается от систем МОНО тем, что количество впрыскиваемого топлива рассчитывается по показаниям расходомера воздуха и само впрыскивание производится под впускной клапан каждого цилиндра. Такая схема позволяет более точно дозировать количество и момент впрыскивания топлива. Рис. Рабочая схема автомобиля ПЕЖО 405 (84-93): 1 — топливный аккумулятор, 2 — топливная рейка, 3 — регулятор давления топлива, 4 — ЭБУ двигателем, 5 — замок зажигания, 6 — катушка зажигания, 7 — распределитель зажигания, 8 — форсунка, 9 — датчик положения дроссельной заслонки, 10 — термометр, поступающего воздуха (расположен в расходомере воздуха), 11 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 12 — датчик детонации, 13 — термометр охлаждающей жидкости, 14 — датчик оборотов, 15 — регулятор холостого хода, 16 — вход в нейтрализатор, 17 — клапан адсорбера, 18 — адсорбер, 19 — коммутатор, 20 — системное реле, 21 — реле бензонасоса, 22 — диагностический разъем, 23 — лампа самодиагностики, 24 — подкачивающий бензонасос, 25 — основной бензонасос, 26 — топливный фильтр, 27 — свеча зажигания. На рисунке выше приведена рабочая схема, а на рисунке ниже — локаторная схема расположения датчиков и исполнительных устройств в подкапотном пространстве. Рис. Схема расположения элементов системы управления двигателем автомобилем ПЕЖО 405 (84-93): 1 — разъём и предохранитель топливного насоса, 2 — реле топливного насоса, 3 — разъем ЭБУ или кислородного датчика, 4 — диагностический разъём, 5 — системное реле, 6 — термометр охлаждающей жидкости, 7 — датчик оборотов, 8 — ЭБУ двигателем, 9 — форсунки, 10 — датчик детонации, 11 — регулятор холостого хода, 12 — датчик положения дроссельной заслонки, 13 — электроклапан адсорбера, 14 — расходомер воздуха и термометр, поступающего воздуха. Рассмотрим работу такой системы управления двигателем. Точно так же, как и в системах MOНO впрыска, ЭБУ двигателем распознаёт вращение коленвала по датчику оборотов. Включается подкачивающий и основной бензонасосы(может использоваться только один) и топливо через фильтр и демпфер попадает в топливную магистраль(рейку), в которую вставлены форсунки (инжектора). На другом конце топливной рейки установлен регулятор давления топлива, пружинно-мембранный механизм, которой настроен на определённое давление топлива (Т0306). Пары топлива, скапливающиеся в бензобаке в современных...

Центральный одноточечный впрыск

Такие системы ещё называются системами МОНО впрыска. Обозначаются обычно SPI — Одноточечный впрыск, CFI — Центральный впрыск топлива, TBI — Впрыск на дроссельную заслонку. Такие системы характеризуются упрощённой системой управления дозированием топлива. Работают обычно при низком давлении топлива (0,7-1,2 bar). Используются недорогие топливные насосы турбинного типа, обычно расположенные в топливном баке. Далее приведены схемы построения некоторых типов центрального впрыска топлива. Достоинством таких систем является: простота перехода от карбюраторных двигателей меньшая стоимость (по сравнению с другими системами) простота обслуживания и ремонта надёжность Недостатком является: неравномерное распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам образование топливной плёнки на стенках впускного коллектора Рис. Узел форсунки, дроссельной заслонки На рисунке показана схема основной части системы MOНО впрыска — блок дроссельной заслонки. Элементы моноблока: 1 — воздушный термометр, 2 — корпус форсунки, 3 — регулятор давления топлива, 4 — шток установщика дроссельной заслонка с концевым выключателем, 5 — каналы подвода и обратного слива топлива. Используются форсунки с малым временем срабатывания, т.к. частота управляющих импульсов обычно в два или четыре раза выше частоты вращения коленчатого вала. Сопротивление обмотки соленоида форсунки низкое, следовательно мала индуктивность, что позволяет более точно дозировать топливо, подачей управляющих импульсов с блока управления. При пуске и прогреве холодного двигателя время открытия форсунки корректируется блоком управления в соответствии с сопротивлением датчиков охлаждающей жидкости и температуры всасываемого воздуха. После прогрева двигателя (60 — 90 гр.), базовыми значениями для управления двигателем (у разных производителей по-разному) являются: частота вращения коленчатого вала, разрежение во впускном коллекторе, скорость изменения и само значение сопротивления датчика положения дроссельной заслонкой. В МОНО-системах обычно не используется датчик измерения расхода воздуха(за исключением некоторых Японских производителей). Европейские производители используют MOНО-системы двух типов: WEBER, GM BOSCH Отличаются расположением датчиков температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор, системами регулирования холостого хода и конструкцией датчика положения дроссельной заслонки. Представителем группы типов MOНO-систем WEBER и GM являются фирмы ОПЕЛЬ, ФИАТ и др. На рисунке приведена электросхема автомобиля ФИАТ Пунто-55 Magnetti Marelli. Рис. Электросхема системы управления автомобилем ФИАТ Пунто-55 (93-97): 1 — форсунка центрального впрыска, 2 — клапан адсорбера, 3 — электрический бензонасос, 7 — регулятор холостого хода, 11 — ВВ катушка зажигания, 32-датчик разрежения во впускном коллекторе, 33 — датчик положения дроссельной заслонки, 37 — датчик содержания кислорода в отработанных газах, 39 — датчик оборотов, 42 — датчик температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор,43 — датчик температуры охлаждающей жидкости. Рис. Рабочая схема автомобиля ФИАТ Пунто 55: 1 — катушка зажигания, 2 — регулятор холостого хода, 3 — регулятор давления топлива, 4 — форсунка (инжектор), 5 — термометр поступающего воздуха, 6 — электроклапан адсорбера, 7 — главное/бензонасоса реле, 8 — замок зажигания, 9 — д датчик содержания кислорода в отработанных газах, 10 — термометр охлаждающей жидкости, 11 — свеча зажигания, 12 — индуктивный датчик оборотов / положения коленвала, 13 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAР), 14 — нейтрализатор ОГ, 15 — датчик положения дроссельной заслонки, 16 — адсорбер, 17 — лампа самодиагностики на приборной панели, 18 — тахометр, 19 — ЭБУ двигателем, 20 — диагностический разъём, 21 — инерционный выключатель бензонасоса (аварийный), 22 — топливный фильтр, 23 — обратный клапан, 24 — электробензонасос....

Инжектор со свечой системы управления сгоранием

Система управления топливом компании Saab

Рис. Инжектор со свечой системы управления сгоранием (Источник: Saab) Система управления топливом компании Saab (Saab Combustion Control — SCC) была разработана с целью уменьшить потребление топлива к значительно сократить при этом вредные выбросы. Однако это ничуть не ухудшило характеристики двигателя. Ключевая идея системы SCC — использование выхлопных газов. Благодаря рециркуляции значительной доли выхлопного газа в процессе сгорания, потребление топлива может быть уменьшено на 10%. К тому же выбросы можно сократить до значения, лежащего ниже уровня требований американском инструкции снижения эмиссии ULEV2 и европейской инструкции ЕВРО 4. Эта технология почти вдвое сократила выброс окиси углерода и углеводородов, а выброс окиси азота — до 75%. Система SCC, непохожая на стандартные системы прямого впрыска, имеет множество преимуществ, не нарушая при этом идеальное отношение воздушно-топливной смеси (14,7:1). Поддержание этого отношения необходимо, чтобы мог работать в нормальном режиме обычный каталитический конвертер с тремя реакциями. Наиболее важные аспекты системы SCC таковы: впрыск топлива, поддерживаемый воздушной струей, с генератором турбулентности — инжектор и свеча объединены в один узел, получивший название — «инжектор со свечой» (spark plug injection — SPI). Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр при помощи сжатого воздуха, а еще одна струя воздуха создает в цилиндре турбулентность перед моментом воспламенения топлива. Этот прием поддерживает процесс горения и сокращает время сгорания; изменяемое время функционирования клапанов — используются изменяемые кулачки, чтобы система SCC могла варьировать время открытия и закрытия клапанов впуска и выпуска. Это позволяет смешивать выхлопной газ с воздушно-топливной смесью в цилиндре. Ключевой аспект здесь — выгода от прямого впрыска при одновременном сохранении лямбда-показателя, равного единице, в большинстве условий эксплуатации двигателя. Точный процент рециркуляции выхлопного газа зависит от режима работы двигателя, но во 70% объема цилиндра во время сгорания может состоять из выхлопного газа; переменный промежуток свечи зажигания с высокой энергией искры — промежуток свечи зажигания изменяется в диапазоне от 1 до 3,5 мм. Искра создается между нейтральным подвижным электродом SPI и неподвижным земляным электродом с промежутком в 3,5 мм, или на имеющий потенциал земли поршень. Очень высокая энергия искры (около 80 мДж) необходима, чтобы воспламенить воздушно- топливную смесь, смешанную с 70% выхлопных газов.     Рис. Стадии управления сгоранием топлива (Источник: Saab) Рассмотрим процесс SCC с такта расширения (рабочего такта). На рисунке приведены следующие моменты работы цилиндра: Рабочий такт происходит обычным способом — воздушно-топливная смесь сгорает, давление в цилиндре увеличивается, что вызывает движение поршня вниз. Как только поршень достигает конца рабочего хода выпускные клапаны открываются и выводят большую часть выхлопа через выхлопные патрубки. Остающиеся выхлопные газы выводятся по мере движения поршня вверх на такте выпуска. Топливо вводится в цилиндр через SPI непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Впускные клапаны открываются в то же самое время. Выхлоп, смешанный с топливом, выводится из цилиндра через клапаны впуска и выпуска. В начале такта впуска выпускные и впускные клапаны открыты, и смесь выхлопа с топливом всасывается из выпускного коллектора обратно в цилиндр. По мере перемещении поршня вниз, выпускные клапаны закрываются, но клапаны впуска продолжают оставаться открытыми. Смесь выхлопных газов и топлива, которая зашла во впускной коллектор, теперь втягивается в цилиндр. Когда поршень приближается к нижней мертвой точке, вся...

Топливные и электрические компоненты системы Motronic

Прямой впрыск бензина в системе Motronic

Система впрыска высокого давления для бензиновых двигателей, разработанная в компании Bosch, основана на применении резервуара топлива и топливной магистрали, которую насос высокого давления наполняет топливом с регулируемым давлением до 120 бар. Поэтому топливо может быть введено непосредственно в камеру сгорания с помощью электромагнитных инжекторов. Эта система обеспечивает дальнейшее снижение выбросов и сокращение потребления топлива. Рис. Топливные и электрические компоненты системы Motronic (Источник: Bosch Press) Масса всасываемого воздуха может быть отрегулирована посредством электронно управляемого дроссельного клапана (регулятора газа) и измерена с помощью измерителя массы воздуха. Для контроля качества смеси используется широкополосный датчик кислорода в выхлопном тракте. Датчик помещен перед каталитическими конвертерами. Этот датчик может измерять лямбда-показатель в диапазоне от 0,8 и до бесконечности. Электронный блок управления двигателем регулирует рабочие режимы двигателя с прямым впрыском бензина тремя способами: режим стратифицированного заряда топлива — значения лямбда-показателя больше 1 режим однородной смеси, лямбда = 1 режим обогащенной однородной смеси, лямбда = 0,8 В отличие от традиционной системы впрыска во впускной коллектор, при полной нагрузке все топливо должно быть введено за вчетверо меньшее время. При формировании стратифицированной смеси в режиме частичной нагрузки доступное время значительно меньше. В частности, на холостом ходу требуется время впрыска менее 0,5 мс. Это только одна пятая времени, доступного для впрыска во впускной коллектор. Рис. Инжектор, используемый в системе прямого впрыска бензина (Источник: Bosch Press) Топливо должно распыляться очень тонко, чтобы создать оптимальную смесь за короткий интервал времени между впрыском и воспламенением. Размер капельки топлива для прямого впрыска в среднем менее 20 мкм. Это только одна пятая размера капельки, получаемой в традиционной системе впрыска в коллектор, и одна треть от диаметра человеческого волоса. Дисперсия топлива значительно повышает эффективность работы двигатели. Однако еще более важным, чем распыление, является распределение топлива в конусе впрыска. Оно выполняется так, чтобы обеспечить быстрое и однородное сгорание. Обычные двигатели с воспламенением от искры используют однородную воздушно-топливную смесь с отношением 14,7:1, соответствующим лямбда-показателю 1. Двигатели же с прямым впрыском в области частичной нагрузки работают в соответствии с концепцией образования стратифицированного заряда топлива при значительном избытке воздуха. При этом достигается очень низкое потребление топлива. При задержанном впрыске топлива идеальной будет камера сгорания, разделенная на две части. Впрыск осуществляется непосредственно в камеру сгорания как раз перед моментом зажигания. В результате воздушно-топливное облако смеси образуется рядом со свечой зажигания. Оно окружено теплоизолирующим слоем, состоящим из воздуха и остаточного выхлопного газа. Двигатель работает почти с полностью открытым дроссельным клапаном, что уменьшает потери на всасывание. В режиме эксплуатации со стратифицированным зарядом лямбда-показатель в камере сгорания находится где-то между 1,5 и 3. В области частичных нагрузок прямой впрыск бензина обеспечивает самые высокие значения экономии топлива по сравнению с обычной системой впрыска — до 40% на холостом ходу. С увеличением нагрузки на двигатель и, следовательно, с увеличением количества топлива, стратифицированное облако заряда становится еще более насыщенным, и характеристики эмиссии становятся хуже. Как и при сгорании в дизеле, может образовываться сажа. Чтобы предотвратить это, при заранее определенной нагрузке машины блок управления двигателя Di-Motronic формирует однородную по всему цилиндру смесь. Система в фазе впуска вводит топливо очень рано, чтобы получить хорошую воздушно-топливную смесь со значением лямбда-показателя близким...

Развитие системы подачи топлива

Система усовершенствованного прямого впрыска бензина GDI (Mitsubishi)

Инновационная технология двигателестроения в течение многих лет была приоритетом развита компании Mitsubishi Motors. В частности, компания Mitsubishi стремилась повысить эффективность двигателей в стремлении удовлетворить растущие требования со стороны экологии, как-то уменьшение расхода топлива и сокращение эмиссии СО2, чтобы ограничить отрицательное действие парникового эффекта. Mitsubishi приложила существенные усилия к развитию двигателя с прямым впрыском бензина. В течение многих лет автомобильные инженеры полагали, что этот тип двигателя имеет самый большой потенциал для оптимизации подачи топлива и сгорания, что, в свою очередь, может обеспечить лучшее качество работы и снизить потребление топлива. Однако до сих пор никто не спроектировал удачный двигатель с прямым впрыском топлива в цилиндр (Gasoline Direct Injection — GDI), пригодный для массового производства. Разработанный в компании Mitsubishi двигатель типа GDI (усовершенствованного прямого впрыска бензина) — это реализация мечты инженера. Для подачи топлива обычные двигатели используют систему впрыска топлива, которая заменила систему карбюрации. Система MPI, или система многоточечного впрыска, где топливо подводится к каждому устройству ввода, является в настоящее время одной из наиболее широко используемых систем. Однако даже в двигателях MPI имеются ограничения на условия подачи топлива и управление сгоранием, потому что топливо смешивается с воздухом перед введением в цилиндр. Mitsubishi намеревалась раздвинуть эти пределы, разрабатывая двигатель, где бензин вводится непосредственно в цилиндр, аналогично дизельному двигателю, и, кроме того, моментом впрыска управляют в точном соответствии с условиями нагрузки. Двигатель GDI достиг следующих выдающихся показателей: чрезвычайно точный контроль порции топлива в результате сгорания ультрабедных смесей топливная, эффективность превышает эффективность дизельных двигателей очень эффективный впрыск и уникально высокая степень сжатия обеспечивают данному двигателю GDI высокую эффективность и отличную приемистость, которые превосходят таковые для обычных двигателей MPI Технология, реализованная Mitsubishi для двигателя GDI, является краеугольным камнем для следующего поколения высокоэффективных двигателей. Очевидно, эта технология будет развиваться и далее. На рисунке показано развитие системы подачи топлива. Рис. Развитие системы подачи топлива Главные цели двигателя GDI Разработка двигателя GDI позволяет решить следующие основные задачи: добиться ультранизкого потребления топлива, лучшего, чем у любого из дизельных двигателей обеспечить мощность, превосходящую мощность обычных двигателей MPI Технические особенности двигателя GDI Двигатель GDI имеет следующие технические особенности: строго вертикальные каналы ввода для оптимального управления потоком воздуха в цилиндре поршни с круглой выборкой в верхней части для лучшего сгорания топлива топливный насос высокого давления для подачи топлива в инжекторы под давлением вихревые инжекторы высокого давления для создания оптимальной воздушно-топливной смеси Пониженное потребление топлива и повышенная мощность Оптимальная топливная струя для двух режимов сгорания Используя собственные уникальные методы и технологии, Mitsubishi смогла добиться, что двигатель GDI обеспечивает и меньшее потребление топлива, и более высокую выходную мощность. Этот внешне противоречивый и трудный трюк реализован путем применением двух режимов сгорания. Кроме того, момент впрыска меняется, чтобы соответствовать нагрузке двигателя. Для условий нагрузки, испытываемой автомобилем при типичном городском движении, топливо впрыскивается в конце такта сжатия, аналогично дизельному двигателю, благодаря этому достигается ультрабедное сгорание за счет идеального формирования стратифицированной воздушно-топливной смеси. В идеальных условиях движения топливо вводится на такте впуска. Это гарантирует гомогенную воздушно-топливную смесь, подобную смеси обычных двигателей MPI, что обеспечивает более высокую выходную мощность. Режим ультрабедного сгорания При нормальных условиях движения, до скорости 120 км/ч, двигатель...

Модульный инжектор с модифицируемым соплом

Усовершенствования системы модульного инжектора

Система модульного инжектора (Unit-Injector System — UIS) компании Bosch имеет на сегодня самое высокое давление инжекции среди всех существующих систем — 2050 бар. В настоящее время эта система разработана исключительно для легковых автомобилей, произведенных компанией Volkswagen. Очень высокое давление впрыска приводит помимо прочего, к снижению выброса микрочастиц. Это значит, что некоторые транспортные средства, оборудованные UIS, были первыми способными выполнить нормы выброса EURO 4. Bosch теперь работает над дальнейшим развитием технологии UIS. Коаксиальное модифицируемое сопло инжектора сделает двигатели и более тихими, и более чистыми, а также улучшит показатели качества двигателя. Рис. Модульный инжектор с модифицируемым соплом (источник: Bosch Press) Инжектор с модифицируемым соплом отличается от обычного инжектора UIS по числу, устройству, диаметру и форме отверстий. Магнитный клапан управляет двумя коаксиальными иглами носика и открывает два ряда сопел. Первый ряд с низкой скоростью потока поставляет маленькие количества топлива в начале процесса горения, создавая условия для «мягкого» сгорания и низкого уровня шума сгорания. Кроме того, при условии частичной загрузки это улучшает качество смеси, приводя к значительно меньшим уровням выбросов. Тесты показывают сокращение содержания микрочастиц и окиси азота на 25-40%. Когда открывается второй ряд сопел (с более высоким расходом), мощность двигателя растет без необходимости увеличивать давление инжекции. При идеальных условиях предварительный впрыск может выполняться в широком диапазоне оборотов двигателя и нагрузок, приводя к снижению уровня выбросов микрочастиц.

Компьютерная система управления впрыском компании Toyota

Компьютерная система управления впрыском топлива (TCCS) (Toyota)

Рис. Компьютерная система управления впрыском компании Toyota (TCCS) Системе электронного управления впрыском, представленная на рисунке состоит, как и большинство подобных систем, из трех основных подсистем: топливной воздушной электронного управления Топливо подается к инжекторам под постоянным давлением электрическим топливным насосом. Инжекторы вводят отмеренное количество топлива во входной коллектор под контролем блока управления. В компьютерной системе управления компании Toyota (Toyota Computer Controlled System — TCCS) система ввода воздуха использует воздушный фильтр и обеспечивает достаточное количество воздуха на всех режимах эксплуатации. Управление впрыском происходит под контролем микрокомпьютера. TCCS управляет инжекторами, учитывая сследующие сигналы: расход вочдуха через воздухозаборник температуру воздуха на воздухозаборнике температуру охлаждающей жидкости частоту вращения ускорение/замедление содержание кислорода в выхлопе Блок управления обнаруживает любые сбои и хранит их в памяти. Коды ошибок могут быть прочитаны как вспышки световых индикаторов при тестировании двигателя. В случае серьезного сбоя управление берет на себя резервная схема, чтобы обеспечить минимальные ходовые качества автомобиля.

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶