D. Sosnin

Αρχίζουμε να δημοσιεύουμε άρθρα για σύγχρονα συστήματα έγχυσης καυσίμου για βενζινοκινητήρες εσωτερικής καύσης επιβατικών αυτοκινήτων.

1. Προκαταρκτικές παρατηρήσεις

Προμήθεια καυσίμου για βενζινοκινητήρες σε σύγχρονους επιβατικά αυτοκίνηταυλοποιείται με χρήση συστημάτων έγχυσης. Με βάση την αρχή λειτουργίας τους, αυτά τα συστήματα χωρίζονται συνήθως σε πέντε κύριες ομάδες (Εικ. 1): K, Mono, L, M, D.

2. Πλεονεκτήματα των συστημάτων έγχυσης

Το μείγμα αέρα-καυσίμου (μίγμα FA) τροφοδοτείται από το καρμπυρατέρ στους κυλίνδρους του κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE) μέσω των μακριών σωλήνων της πολλαπλής εισαγωγής. Το μήκος αυτών των σωλήνων σε διαφορετικούς κυλίνδρους κινητήρα δεν είναι το ίδιο, και στην ίδια την πολλαπλή υπάρχει ανομοιόμορφη θέρμανση των τοίχων, ακόμη και σε έναν κινητήρα που έχει θερμανθεί πλήρως (Εικ. 2).

Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι από το ομοιογενές μείγμα τηλεόρασης που δημιουργείται στο καρμπυρατέρ, διαφορετικούς κυλίνδρουςΤο ICE παράγει άνισα φορτία καυσίμου-αέρα. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας δεν αποδίδει την υπολογιζόμενη ισχύ, η ομοιομορφία ροπής, η κατανάλωση καυσίμου και η ποσότητα χάνονται. βλαβερές ουσίες V καυσαέριααυξάνουν.

Είναι πολύ δύσκολο να καταπολεμηθεί αυτό το φαινόμενο στους κινητήρες με καρμπυρατέρ. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι ένα σύγχρονο καρμπυρατέρ λειτουργεί με την αρχή του ψεκασμού, στο οποίο η βενζίνη ψεκάζεται σε ένα ρεύμα αέρα που αναρροφάται στους κυλίνδρους. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται αρκετά μεγάλες σταγόνες καυσίμου (Εικ. 3, α).

Αυτό δεν εξασφαλίζει υψηλής ποιότητας ανάμειξη βενζίνης και αέρα. Η κακή ανάμειξη και τα μεγάλα σταγονίδια διευκολύνουν την καθίζηση της βενζίνης στα τοιχώματα της πολλαπλής εισαγωγής και στα τοιχώματα των κυλίνδρων κατά την απορρόφηση του μείγματος της τηλεόρασης. Αλλά όταν εξαναγκασμένος ψεκασμός της βενζίνης υπό πίεση μέσω ενός βαθμονομημένου ακροφυσίου, τα σωματίδια του καυσίμου μπορεί να είναι σημαντικά μικρότερα σε μέγεθος σε σύγκριση με τον ψεκασμό της βενζίνης κατά τη διάρκεια του ψεκασμού (Εικ. 3, β). Η βενζίνη ψεκάζεται ιδιαίτερα αποτελεσματικά σε στενή δέσμη υπό υψηλή πίεση (Εικ. 3, γ).

Έχει διαπιστωθεί ότι όταν η βενζίνη ψεκάζεται σε σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 15...20 μικρά, η ανάμειξή της με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο δεν συμβαίνει ως εναιώρημα σωματιδίων, αλλά σε μοριακό επίπεδο. Αυτό καθιστά το μείγμα της τηλεόρασης πιο ανθεκτικό στις αλλαγές θερμοκρασίας και πίεσης στον κύλινδρο και στους μακρούς σωλήνες της πολλαπλής εισαγωγής, γεγονός που συμβάλλει στην πληρέστερη καύση του.

Έτσι γεννήθηκε η ιδέα να αντικατασταθούν οι πίδακες ψεκασμού ενός μηχανικού καρμπυρατέρ αδράνειας με ένα κεντρικό ακροφύσιο ψεκασμού χωρίς αδράνεια (CFI), το οποίο ανοίγει για δεδομένο χρόνο σύμφωνα με ένα ηλεκτρικό σήμα ελέγχου παλμών από τη μονάδα ηλεκτρονικού αυτοματισμού. Ταυτόχρονα, εκτός από την υψηλής ποιότητας ψεκασμό και την αποτελεσματική ανάμειξη της βενζίνης με τον αέρα, είναι εύκολο να επιτευχθεί μεγαλύτερη ακρίβεια της δοσολογίας τους στο μείγμα της τηλεόρασης. πιθανούς τρόπους λειτουργίαςλειτουργία κινητήρα.

Έτσι, λόγω της χρήσης ενός συστήματος τροφοδοσίας καυσίμου με έγχυση βενζίνης, οι κινητήρες των σύγχρονων επιβατικών αυτοκινήτων δεν έχουν τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα που είναι εγγενή στους κινητήρες με καρμπυρατέρ, δηλ. είναι πιο οικονομικά, έχουν υψηλότερη ειδική ισχύ, διατηρούν σταθερή ροπή σε ένα ευρύ φάσμα ταχυτήτων περιστροφής και η εκπομπή επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα με τα καυσαέρια είναι ελάχιστη.

3. Σύστημα ψεκασμού βενζίνης "Mono-Jetronic"

Το πρώτο σύστημα κεντρικής παλμικής έγχυσης καυσίμου ενός σημείου για βενζινοκινητήρες επιβατικών αυτοκινήτων αναπτύχθηκε από την BOSCH το 1975. Το σύστημα αυτό ονομαζόταν «Mono-Jetronic» (Monojet - single jet) και εγκαταστάθηκε σε αυτοκίνητο Volkswagen.

Στο Σχ. Το σχήμα 4 δείχνει την κεντρική μονάδα έγχυσης του συστήματος Mono-Jetronic. Το σχήμα δείχνει ότι το κεντρικό ακροφύσιο έγχυσης (CI) είναι εγκατεστημένο σε μια τυπική πολλαπλή εισαγωγής αντί για ένα συμβατικό καρμπυρατέρ.

Αλλά σε αντίθεση με ένα καρμπυρατέρ, στο οποίο ο αυτόματος σχηματισμός μείγματος υλοποιείται με μηχανικό έλεγχο, ένα σύστημα μονοφωνικής έγχυσης χρησιμοποιεί καθαρά ηλεκτρονικό έλεγχο.

Στο Σχ. 5 δείχνει μια απλοποιημένη λειτουργικό διάγραμμαΣυστήματα Mono-Jetronic.

Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) λειτουργεί από τους αισθητήρες εισόδου 1-7, οι οποίοι καταγράφουν την τρέχουσα κατάσταση και τον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα. Με βάση το συνδυασμό σημάτων από αυτούς τους αισθητήρες και χρησιμοποιώντας πληροφορίες από τα τρισδιάστατα χαρακτηριστικά έγχυσης στον υπολογιστή, υπολογίζεται η έναρξη και η διάρκεια της ανοιχτής κατάστασης του κεντρικού εγχυτήρα 15.

Με βάση τα υπολογισμένα δεδομένα, δημιουργείται ένα σήμα ελέγχου ηλεκτρικού παλμού S για το ψηφιακό φίλτρο στην ECU. Αυτό το σήμα επενεργεί στην περιέλιξη 8 της μαγνητικής ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας του μπεκ, βαλβίδα διακοπής 11 το οποίο ανοίγει και μέσω του ακροφυσίου ψεκασμού 12 ψεκάζεται βενζίνη με δύναμη στη γραμμή παροχής καυσίμου 19 υπό πίεση 1,1 bar πολλαπλή εισαγωγήςμέσω ανοιχτού ρυθμιστική βαλβίδα 14.

Δεδομένων των διαστάσεων του διαφράγματος της βαλβίδας πεταλούδας και της βαθμονομημένης διατομής του ακροφυσίου ψεκασμού, η ποσότητα μάζας αέρα που διέρχεται στους κυλίνδρους καθορίζεται από το βαθμό ανοίγματος της βαλβίδας πεταλούδας και τη μάζα της ποσότητας βενζίνης που εγχέεται στον αέρα η ροή καθορίζεται από τη διάρκεια της ανοιχτής κατάστασης του μπεκ ψεκασμού και την πίεση συγκράτησης (εργασίας) στη γραμμή παροχής καυσίμου 19.

Για να καεί πλήρως και πιο αποτελεσματικά η βενζίνη, οι μάζες βενζίνης και αέρα στο μείγμα της τηλεόρασης πρέπει να είναι σε αυστηρά καθορισμένη αναλογία, ίση με 1/14,7 (για ποιότητες βενζίνης υψηλών οκτανίων). Αυτή η αναλογία ονομάζεται στοιχειομετρική και αντιστοιχεί στον συντελεστή α της περίσσειας αέρα, ίσο με ένα. Συντελεστής a = Md/M0, όπου M0 είναι η ποσότητα μάζας αέρα που απαιτείται θεωρητικά για την πλήρη καύση μιας δεδομένης ποσότητας βενζίνης και Md είναι η μάζα του πραγματικά καμένου αέρα.

Ως εκ τούτου, είναι σαφές ότι κάθε σύστημα ψεκασμού καυσίμου πρέπει να διαθέτει μετρητή για τη μάζα του αέρα που εισέρχεται στους κυλίνδρους του κινητήρα κατά την αναρρόφηση.

Στο σύστημα "Mono-Jetronic", η μάζα του αέρα υπολογίζεται στην ECU με βάση τις μετρήσεις δύο αισθητήρων (βλ. Εικ. 4): θερμοκρασία αέρα εισαγωγής (IAT) και θέση βαλβίδας γκαζιού (ATP). Το πρώτο βρίσκεται απευθείας στη διαδρομή ροής αέρα στην κορυφή του κεντρικού ακροφυσίου έγχυσης και είναι ένα μικροσκοπικό θερμίστορ ημιαγωγών και το δεύτερο είναι ένα ποτενσιόμετρο με αντίσταση, ο κινητήρας του οποίου είναι τοποθετημένος στον περιστροφικό άξονα (PS) της βαλβίδας πεταλούδας .

Εφόσον μια συγκεκριμένη γωνιακή θέση της βαλβίδας πεταλούδας αντιστοιχεί σε μια αυστηρά καθορισμένη ογκομετρική ποσότητα αέρα που διέρχεται, το ποτενσιόμετρο γκαζιού λειτουργεί ως μετρητής ροής αέρα. Στο σύστημα Mono-Jetronic είναι επίσης αισθητήρας φορτίου κινητήρα.

Αλλά η μάζα του αέρα εισαγωγής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Ο κρύος αέρας είναι πιο πυκνός και επομένως πιο βαρύς. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η πυκνότητα και η μάζα του αέρα μειώνονται. Η επίδραση της θερμοκρασίας λαμβάνεται υπόψη από τον αισθητήρα DTV.

Ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής DTV, όπως ένα θερμίστορ ημιαγωγών με αρνητικό συντελεστή αντίστασης θερμοκρασίας, αλλάζει την τιμή ειδικής αντίστασης από 10 σε 2,5 kOhm όταν η θερμοκρασία αλλάζει από -30 σε +20°C. Το σήμα του αισθητήρα DTV χρησιμοποιείται μόνο σε αυτό εύρος θερμοκρασίας. Σε αυτή την περίπτωση, η βασική διάρκεια του ψεκασμού βενζίνης προσαρμόζεται από το ECU στο εύρος του 20...0%. Εάν η θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής είναι πάνω από +20°C, τότε το σήμα από τον αισθητήρα DTV μπλοκάρεται στην ECU και ο αισθητήρας δεν χρησιμοποιείται.

Τα σήματα από τους αισθητήρες θέσης γκαζιού (TAP) και θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής (IAT) σε περιπτώσεις αστοχίας τους αντιγράφονται στην ECU με σήματα από τους αισθητήρες στροφών κινητήρα (RPS) και τη θερμοκρασία ψυκτικού κινητήρα (ITC).

Με βάση τον όγκο αέρα που υπολογίζεται στην ECU, καθώς και το σήμα για τις στροφές του κινητήρα, το οποίο προέρχεται από τον αισθητήρα ταχύτητας του συστήματος ανάφλεξης, προσδιορίζεται η απαιτούμενη (βασική) διάρκεια της ανοιχτής κατάστασης του κεντρικού ακροφυσίου ψεκασμού.

Δεδομένου ότι η πίεση στήριξης Рт στη γραμμή παροχής καυσίμου (FBM) είναι σταθερή (για "Mono-Jetronic" Рт = 1...1,1 bar), και η απόδοση του ακροφυσίου καθορίζεται από τη συνολική διατομή των οπών του το ακροφύσιο ψεκασμού, ο χρόνος ανοιχτής κατάστασης του ακροφυσίου καθορίζει μοναδικά την ποσότητα βενζίνης που εγχέεται. Η ροπή έγχυσης (στην Εικ. 5, το σήμα από τον αισθητήρα UHF) ρυθμίζεται συνήθως ταυτόχρονα με το σήμα για την ανάφλεξη του μείγματος της τηλεόρασης από το σύστημα ανάφλεξης (μέχρι 180° περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα εσωτερικής καύσης).

Έτσι, με τον ηλεκτρονικό έλεγχο της διαδικασίας σχηματισμού μείγματος, η διασφάλιση της υψηλής ακρίβειας της δόσης της εγχυόμενης βενζίνης σε μια μετρημένη ποσότητα μάζας αέρα είναι ένα πρόβλημα που λύνεται εύκολα και, τελικά, η ακρίβεια της δοσολογίας δεν καθορίζεται από τον ηλεκτρονικό αυτοματισμό, αλλά από την ακρίβεια κατασκευής και λειτουργική αξιοπιστία των αισθητήρων εισόδου και του ακροφυσίου έγχυσης.

Στο Σχ. Το σχήμα 6 δείχνει το κύριο μέρος του συστήματος Mono-Jetronic - το κεντρικό ακροφύσιο έγχυσης (CI).

Το κεντρικό ακροφύσιο έγχυσης είναι μια βαλβίδα αερίου που ανοίγει από μια ηλεκτρική ώθηση που προέρχεται από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Για το σκοπό αυτό, ο εγχυτήρας περιέχει ένα ηλεκτρομαγνητικό σωληνοειδές 8 με έναν κινητό μαγνητικό πυρήνα 14. Το κύριο πρόβλημα κατά τη δημιουργία βαλβίδων για παλμική έγχυση είναι η ανάγκη εξασφάλισης υψηλής ταχύτητας λειτουργίας της συσκευής διακοπής βαλβίδας 9 τόσο για άνοιγμα όσο και για κλείσιμο. Η λύση στο πρόβλημα επιτυγχάνεται ελαφρύνοντας τον μαγνητικό πυρήνα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, αυξάνοντας το ρεύμα στο σήμα ελέγχου παλμού, επιλέγοντας την ελαστικότητα του ελατηρίου επιστροφής 13, καθώς και το σχήμα των επιφανειών γείωσης για το ακροφύσιο ψεκασμού 10.

Το ακροφύσιο του ακροφυσίου (Εικ. 6, α) κατασκευάζεται με τη μορφή κουδουνιού τριχοειδών σωληναρίων, ο αριθμός των οποίων είναι συνήθως τουλάχιστον έξι. Η γωνία στην κορυφή του κουδουνιού καθορίζει το άνοιγμα του πίδακα έγχυσης, το οποίο έχει το σχήμα χοάνης. Με αυτό το σχήμα, ένα ρεύμα βενζίνης δεν χτυπά τη βαλβίδα γκαζιού ακόμα και όταν είναι ελαφρώς ανοιχτή, αλλά διέρχεται από δύο λεπτά μισοφέγγαρα του ανοιχτού κενού.

Το κεντρικό ακροφύσιο του συστήματος Mono-Jetronic εξασφαλίζει αξιόπιστα την ελάχιστη διάρκεια ανοιχτής κατάστασης του ακροφυσίου ψεκασμού 11 για 1 ± 0,1 ms. Κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου και σε πίεση λειτουργίας 1 bar, περίπου ένα χιλιοστόγραμμα βενζίνης εγχέεται μέσω ενός ακροφυσίου ψεκασμού επιφάνειας 0,08 mm2. Αυτό αντιστοιχεί σε κατανάλωση καυσίμου 4 l/h στην ελάχιστη ταχύτητα ρελαντί (600 rpm) ενός ζεστού κινητήρα. Κατά την εκκίνηση και τη θέρμανση ενός κρύου κινητήρα, το μπεκ ανοίγει για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα (έως 5...7 ms). Αλλά από την άλλη πλευρά, η μέγιστη διάρκεια ψεκασμού σε έναν ζεστό κινητήρα (χρόνος ανοίγματος του μπεκ) περιορίζεται από τη μέγιστη ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα (6500...7000 min-1) σε λειτουργία πλήρους γκαζιού και δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 4 ms. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα ρολογιού της συσκευής απενεργοποίησης του μπεκ ψεκασμού στο ρελαντί είναι τουλάχιστον 20 Hz και σε πλήρες φορτίο - όχι περισσότερο από 200...230 Hz.

Ο αισθητήρας θέσης πεταλούδας DPD (ποτενσιόμετρο γκαζιού), που φαίνεται στο Σχ. 1, κατασκευάζεται με ιδιαίτερη προσοχή. 7. Η ευαισθησία του στην περιστροφή του κινητήρα πρέπει να πληροί την απαίτηση ±0,5 γωνιακών βαθμών περιστροφής του άξονα του γκαζιού 13. Η αυστηρή γωνιακή θέση του άξονα του γκαζιού καθορίζει την έναρξη δύο τρόπων λειτουργίας του κινητήρα: του ρελαντί (3±0,5°) και του πλήρους φορτίου (72,5±0,5°).

Για να εξασφαλιστεί υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία, οι τροχιές του ποτενσιόμετρου με αντίσταση, από τις οποίες είναι τέσσερις, συνδέονται σύμφωνα με το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχ. 7, b, και ο άξονας του κινητήρα του ποτενσιόμετρου (κινητήρας δύο επαφών) βρίσκεται σε ένα απλό ρουλεμάν από τεφλόν χωρίς οπισθοδρόμηση.

Το ποτενσιόμετρο και η ECU συνδέονται μεταξύ τους με ένα καλώδιο τεσσάρων συρμάτων μέσω ενός συνδέσμου επαφής. Για να αυξηθεί η αξιοπιστία των συνδέσεων, οι επαφές στον σύνδεσμο και στο τσιπ του ποτενσιόμετρου είναι επιχρυσωμένες. Οι επαφές 1 και 5 προορίζονται για την παροχή τάσης αναφοράς 5±0,01 V. Οι επαφές 1 και 2 προορίζονται για την αφαίρεση της τάσης σήματος κατά την περιστροφή της βαλβίδας πεταλούδας υπό γωνία από 0 έως 24° (0...30 - λειτουργία ρελαντί, 3 .. .24° - λειτουργία χαμηλού φορτίου κινητήρα). Επαφές 1 και 4 - για εκτόνωση της τάσης σήματος όταν περιστρέφετε τη βαλβίδα γκαζιού υπό γωνία από 18 έως 90° (18...72,5° - λειτουργία μεσαίου φορτίου, 72,5...90° - λειτουργία πλήρους φορτίου κινητήρα).

Η τάση σήματος από το ποτενσιόμετρο γκαζιού χρησιμοποιείται επιπλέον:
για να εμπλουτίσετε το μείγμα της τηλεόρασης κατά την επιτάχυνση του αυτοκινήτου (καταγράφεται η ταχύτητα αλλαγής του σήματος από το ποτενσιόμετρο).
για να εμπλουτίσετε το μείγμα της τηλεόρασης σε λειτουργία πλήρους φόρτωσης (η τιμή του σήματος από το ποτενσιόμετρο καταγράφεται αφού γυρίσετε τη βαλβίδα γκαζιού 72,5° προς τα πάνω).
για να σταματήσετε την έγχυση καυσίμου σε κατάσταση αναγκαστικής αδράνειας (καταγράφεται ένα σήμα ποτενσιόμετρου εάν η γωνία ανοίγματος της βαλβίδας γκαζιού είναι μικρότερη από 3°. Ταυτόχρονα, παρακολουθούνται οι στροφές κινητήρα W: εάν W>2100 min-1, τότε η παροχή καυσίμου σταματά και αποκαθίσταται ξανά στο W
Ενδιαφέρον χαρακτηριστικόΤο σύστημα ψεκασμού "Mono-Jetronic" είναι η παρουσία στη σύνθεσή του ενός υποσυστήματος για τη σταθεροποίηση της ταχύτητας στο ρελαντί χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό σερβοκινητήρα, ο οποίος δρα στον άξονα του γκαζιού (Εικ. 8). Η ηλεκτρική σερβομηχανή είναι εξοπλισμένη με έναν αντίστροφο ηλεκτρικό κινητήρα DC 11.

Ο σερβομηχανισμός ενεργοποιείται στη λειτουργία ρελαντί και, μαζί με το κύκλωμα απενεργοποίησης του ρυθμιστή χρονισμού ανάφλεξης υπό κενό (σταθεροποίηση ρελαντί - Εικ. 2), διασφαλίζει τη σταθεροποίηση των στροφών του κινητήρα σε αυτήν τη λειτουργία.

Αυτό το υποσύστημα σταθεροποίησης σε αδράνεια λειτουργεί ως εξής.

Όταν η γωνία ανοίγματος της βαλβίδας γκαζιού είναι μικρότερη από 3°, το σήμα K (βλ. Εικ. 9)

Είναι ένα σήμα για την ECU σε κατάσταση αδράνειας (ο οριακός διακόπτης VC κλείνει από τη ράβδο του σερβομηχανισμού). Με βάση αυτό το σήμα, ενεργοποιείται η πνευματική βαλβίδα διακοπής ZPK και κλείνει το κανάλι κενού από τη ζώνη μετά το γκάζι της πολλαπλής εισαγωγής στον ρυθμιστή κενού VR. Ρυθμιστής κενούαπό αυτή τη στιγμή δεν λειτουργεί και ο χρονισμός ανάφλεξης γίνεται ίσος με την τιμή της γωνίας εγκατάστασης (6° πριν από το TDC). Ταυτόχρονα, ο κινητήρας λειτουργεί σταθερά στο ρελαντί. Εάν αυτή τη στιγμή το κλιματιστικό ή άλλος ισχυρός καταναλωτής ενέργειας κινητήρα είναι ενεργοποιημένος (για παράδειγμα, προβολείς μεγάλη σκάλαέμμεσα μέσω της γεννήτριας), τότε η ταχύτητά της αρχίζει να πέφτει. Ο κινητήρας μπορεί να σταματήσει. Για να μην συμβεί αυτό, κατόπιν εντολής από ηλεκτρονικό κύκλωμαΟ έλεγχος στροφών ρελαντί (ESCH) στον ελεγκτή ενεργοποιεί τον ηλεκτρικό σερβοκινητήρα, ο οποίος ανοίγει ελαφρώς τη βαλβίδα γκαζιού. Η ταχύτητα αυξάνεται στην ονομαστική τιμή για τη δεδομένη θερμοκρασία κινητήρα. Είναι σαφές ότι όταν αφαιρείται το φορτίο από τον κινητήρα, η ταχύτητά του μειώνεται στο κανονικό με την ίδια ηλεκτρική κίνηση σερβομηχανισμού.

Η ECU του συστήματος "Mono-Jetronic" διαθέτει μικροεπεξεργαστή MCP (βλ. Εικ. 5) με μόνιμη και τυχαία μνήμη πρόσβασης (μονάδα αποθήκευσης). Το χαρακτηριστικό τρισδιάστατου ψεκασμού αναφοράς (TCI) είναι «καλωδιωμένο» στη μόνιμη μνήμη. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι σε κάποιο βαθμό παρόμοιο με το χαρακτηριστικό της τρισδιάστατης ανάφλεξης, αλλά διαφέρει στο ότι η παράμετρος εξόδου του δεν είναι ο χρονισμός ανάφλεξης, αλλά ο χρόνος (διάρκεια) της ανοιχτής κατάστασης του κεντρικού ακροφυσίου έγχυσης. Οι συντεταγμένες εισόδου του χαρακτηριστικού TCV είναι οι στροφές κινητήρα (το σήμα προέρχεται από τον ελεγκτή του συστήματος ανάφλεξης) και ο όγκος του αέρα εισαγωγής (υπολογισμένος από τον μικροεπεξεργαστή στην ECU έγχυσης). Το χαρακτηριστικό αναφοράς του TC περιέχει (βασικές) πληροφορίες αναφοράς σχετικά με τη στοιχειομετρική αναλογία βενζίνης και αέρα στο μείγμα TC υπό όλους τους πιθανούς τρόπους λειτουργίας και συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα. Αυτές οι πληροφορίες επιλέγονται από τη μνήμη της μνήμης στον μικροεπεξεργαστή της ECU σύμφωνα με τις συντεταγμένες εισόδου των χαρακτηριστικών TC (σύμφωνα με σήματα από τους αισθητήρες DOD, DPD, DTV) και διορθώνονται σύμφωνα με τα σήματα από τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού ( ΕΠΕ) και αισθητήρας οξυγόνου(ΚΔ).

Πρέπει να γίνει ξεχωριστή αναφορά για τον αισθητήρα οξυγόνου. Η παρουσία του στο σύστημα έγχυσης επιτρέπει τη διατήρηση της σύνθεσης του τηλεοπτικού μείγματος συνεχώς σε στοιχειομετρική αναλογία (a = 1). Αυτό επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι ο αισθητήρας CD λειτουργεί σε ένα βαθύ προσαρμοστικό κύκλωμα ανατροφοδότησηαπό το σύστημα εξάτμισης στο σύστημα παροχής καυσίμου (στο σύστημα ψεκασμού).

Αντιδρά στη διαφορά συγκέντρωσης οξυγόνου στην ατμόσφαιρα και στα καυσαέρια. Στην ουσία ο αισθητήρας CD είναι χημική πηγήρεύμα πρώτου είδους (γαλβανικό στοιχείο) με στερεό ηλεκτρολύτη (ειδικά κυψελοειδή μεταλλικά κεραμικά) και με υψηλή (όχι χαμηλότερη από 300°C) Θερμοκρασία λειτουργίας. Το EMF ενός τέτοιου αισθητήρα εξαρτάται σχεδόν σύμφωνα με έναν σταδιακό νόμο από τη διαφορά στη συγκέντρωση οξυγόνου στα ηλεκτρόδιά του (επικάλυψη μεμβράνης πλατίνας-ράδιου σε διαφορετικές πλευρές του πορώδους κεραμικού). Η μεγαλύτερη κλίση (διαφορά) του βήματος EMF εμφανίζεται στην τιμή a=1.

Ο αισθητήρας πίεσης βιδώνεται στον σωλήνα εξάτμισης (για παράδειγμα, στην πολλαπλή εξαγωγής) και η ευαίσθητη επιφάνεια του (θετικό ηλεκτρόδιο) βρίσκεται στη ροή καυσαέρια. Υπάρχουν σχισμές πάνω από το σπείρωμα στερέωσης του αισθητήρα μέσω των οποίων το εξωτερικό αρνητικό ηλεκτρόδιο επικοινωνεί με τον ατμοσφαιρικό αέρα. Σε αυτοκίνητα με καταλυτικό εξουδετερωτή αερίου, ο αισθητήρας οξυγόνου είναι εγκατεστημένος μπροστά από τον μετατροπέα και διαθέτει ηλεκτρικό πηνίο θέρμανσης, καθώς η θερμοκρασία των καυσαερίων μπροστά από τον μετατροπέα μπορεί να είναι κάτω από 300°C. Επιπλέον, η ηλεκτρική θέρμανση του αισθητήρα οξυγόνου επιταχύνει την προετοιμασία του για λειτουργία.

Ο αισθητήρας συνδέεται με τον υπολογιστή έγχυσης μέσω καλωδίων σήματος. Όταν ένα άπαχο μείγμα (a>1) εισέρχεται στους κυλίνδρους, η συγκέντρωση οξυγόνου στα καυσαέρια είναι ελαφρώς υψηλότερη από την τυπική (σε a=1). Ο αισθητήρας πίεσης παράγει χαμηλή τάση (περίπου 0,1 V) και η ECU, βάσει αυτού του σήματος, προσαρμόζει τη διάρκεια της έγχυσης βενζίνης για να την αυξήσει. Ο συντελεστής α πλησιάζει και πάλι τη μονάδα. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί με πλούσιο μείγμα, ο αισθητήρας οξυγόνου παράγει τάση περίπου 0,9 V και λειτουργεί με την αντίστροφη σειρά.

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ο αισθητήρας οξυγόνου εμπλέκεται στη διαδικασία σχηματισμού μείγματος μόνο σε τρόπους λειτουργίας κινητήρα στους οποίους ο εμπλουτισμός του μείγματος τηλεόρασης περιορίζεται σε a>0,9. Πρόκειται για λειτουργίες όπως φόρτωση σε χαμηλές και μεσαίες ταχύτητες και ρελαντίσε ζεστό κινητήρα. Διαφορετικά, ο αισθητήρας πίεσης απενεργοποιείται (μπλοκάρει) στην ECU και η σύνθεση του μείγματος της τηλεόρασης δεν ρυθμίζεται με βάση τη συγκέντρωση οξυγόνου στα καυσαέρια. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, στις λειτουργίες εκκίνησης και προθέρμανσης ενός ψυχρού κινητήρα και στις αναγκαστικές λειτουργίες του (επιτάχυνση και πλήρες φορτίο). Σε αυτές τις λειτουργίες, απαιτείται σημαντικός εμπλουτισμός του μείγματος της τηλεόρασης και ως εκ τούτου η ενεργοποίηση του αισθητήρα οξυγόνου (συντελεστής "πίεσης" a στη μονάδα) είναι απαράδεκτη εδώ.

Στο Σχ. Το σχήμα 10 δείχνει ένα λειτουργικό διάγραμμα του συστήματος έγχυσης Mono-Jetronic με όλα τα εξαρτήματά του.

Οποιοδήποτε σύστημα έγχυσης στο υποσύστημά του παροχής καυσίμου περιέχει απαραίτητα έναν κλειστό δακτύλιο καυσίμου, ο οποίος ξεκινά από τη δεξαμενή αερίου και καταλήγει εκεί. Αυτό περιλαμβάνει: μια δεξαμενή καυσίμου BB, μια ηλεκτρική αντλία καυσίμου EBN, ένα λεπτό φίλτρο καυσίμου FTOT, έναν διανομέα καυσίμου PT (στο σύστημα Mono-Jetronic αυτό είναι το κεντρικό ακροφύσιο ψεκασμού) και έναν ρυθμιστή πίεσης RD, ο οποίος λειτουργεί με την αρχή μια βαλβίδα εξαέρωσης όταν ξεπεραστεί η καθορισμένη πίεση λειτουργίας σε έναν κλειστό δακτύλιο (για το σύστημα Mono-Jetronic 1...1,1 bar).

Κλειστό δακτύλιος καυσίμουεκτελεί τρεις λειτουργίες:

Χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιστή πίεσης, διατηρείται η απαιτούμενη σταθερή πίεση λειτουργίαςγια διανομέα καυσίμων?

Μέσω ενός διαφράγματος με ελατήριο στον ρυθμιστή πίεσης, διατηρείται μια ορισμένη υπολειμματική πίεση (0,5 bar) μετά το σβήσιμο του κινητήρα, αποτρέποντας έτσι το σχηματισμό ατμού και εμπλοκές αέραστις γραμμές καυσίμου όταν κρυώσει ο κινητήρας.

Παρέχει ψύξη του συστήματος έγχυσης λόγω της συνεχούς κυκλοφορίας της βενζίνης σε κλειστό κύκλωμα. Συμπερασματικά, πρέπει να σημειωθεί ότι το σύστημα "Mono-Jetronic" χρησιμοποιείται μόνο σε επιβατικά αυτοκίνητα της μέσης κατηγορίας καταναλωτών, για παράδειγμα, αυτοκίνητα της Δυτικής Γερμανίας όπως "Volkswagen-Passat", "Volkswagen-Polo", "Audi- 80".
ΕΠΙΣΚΕΥΗ&SERVICE-2"2000

Τώρα ένα από τα κύρια καθήκοντα ενώπιον των γραφείων σχεδιασμού των αυτοκινητοβιομηχανιών είναι η δημιουργία σταθμών παραγωγής ενέργειας που καταναλώνουν όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια. λιγότερο καύσιμοκαι εκπέμπουν μειωμένες ποσότητες επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, όλα αυτά πρέπει να επιτυγχάνονται με την προϋπόθεση ότι η επίδραση στις παραμέτρους λειτουργίας (ισχύς, ροπή) θα είναι ελάχιστη. Δηλαδή, είναι απαραίτητο να γίνει ο κινητήρας οικονομικός, και ταυτόχρονα ισχυρός και υψηλής ροπής.

Για να επιτευχθεί το αποτέλεσμα, σχεδόν όλα τα εξαρτήματα και τα συστήματα της μονάδας ισχύος υπόκεινται σε τροποποιήσεις και τροποποιήσεις. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για το σύστημα ισχύος, επειδή είναι υπεύθυνο για τη ροή του καυσίμου στους κυλίνδρους. Τελευταία εξέλιξηΠρος αυτή την κατεύθυνση, εξετάζεται η άμεση έγχυση καυσίμου στους θαλάμους καύσης ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργεί με βενζίνη.

Η ουσία αυτού του συστήματος έγκειται στη χωριστή παροχή των συστατικών του εύφλεκτου μείγματος - βενζίνης και αέρα - στους κυλίνδρους. Δηλαδή, η αρχή της λειτουργίας του μοιάζει πολύ με το έργο μονάδες ντίζελ, όπου ο σχηματισμός μίγματος πραγματοποιείται σε θαλάμους καύσης. Αλλά μονάδα βενζίνης, στο οποίο είναι εγκατεστημένο σύστημα άμεσης έγχυσης, υπάρχουν ορισμένα χαρακτηριστικά της διαδικασίας έγχυσης εξαρτημάτων μίγμα καυσίμου, την ανάμειξη και την καύση του.

Λίγη ιστορία

Η άμεση έγχυση δεν είναι μια νέα ιδέα, υπάρχουν πολλά παραδείγματα στην ιστορία όπου χρησιμοποιήθηκε ένα τέτοιο σύστημα. Η πρώτη ευρεία χρήση αυτού του τύπου ισχύος κινητήρα ήταν στην αεροπορία στα μέσα του περασμένου αιώνα. Προσπάθησαν να το χρησιμοποιήσουν και σε οχήματα, αλλά δεν έγινε ευρέως διαδεδομένο. Το σύστημα εκείνων των χρόνων μπορεί να θεωρηθεί ως ένα είδος πρωτοτύπου, αφού ήταν εντελώς μηχανικό.

Το σύστημα άμεσης έγχυσης έλαβε μια «δεύτερη ζωή» στα μέσα της δεκαετίας του '90 του 20ού αιώνα. Οι Ιάπωνες ήταν οι πρώτοι που εξόπλισαν τα αυτοκίνητά τους με μονάδες άμεσου ψεκασμού. Σχεδιασμένο σε Μονάδα Mitsubishiέλαβε την ονομασία GDI, η οποία είναι συντομογραφία του «Gasoline Direct Injection», που σημαίνει άμεση έγχυση καυσίμου. Λίγο αργότερα, η Toyota δημιούργησε τον δικό της κινητήρα - τον D4.

Άμεση έγχυση καυσίμου

Με την πάροδο του χρόνου, κινητήρες που χρησιμοποιούν άμεσο ψεκασμό εμφανίστηκαν από άλλους κατασκευαστές:

• VAG Concern – TSI, FSI, TFSI;
• Mercedes-Benz – CGI;
• Ford - EcoBoost;
• GM – EcoTech;

Η άμεση έγχυση δεν είναι ξεχωριστός, εντελώς νέος τύπος και ανήκει συστήματα έγχυσηςπαροχή καυσίμου. Αλλά σε αντίθεση με τους προκατόχους του, το καύσιμο του ψεκάζεται υπό πίεση απευθείας στους κυλίνδρους και όχι, όπως πριν, στην πολλαπλή εισαγωγής, όπου η βενζίνη αναμειγνύεται με τον αέρα πριν τροφοδοτηθεί στους θαλάμους καύσης.

Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας

Ο άμεσος ψεκασμός βενζίνης είναι καταρχήν παρόμοιος με το ντίζελ. Ο σχεδιασμός ενός τέτοιου συστήματος ισχύος έχει μια πρόσθετη αντλία, μετά την οποία η βενζίνη τροφοδοτείται υπό πίεση στους εγχυτήρες που είναι εγκατεστημένοι στην κυλινδροκεφαλή με ακροφύσια που βρίσκονται στον θάλαμο καύσης. Την απαιτούμενη στιγμή, ο εγχυτήρας τροφοδοτεί με καύσιμο τον κύλινδρο, όπου ο αέρας έχει ήδη αντληθεί μέσω της πολλαπλής εισαγωγής.

Ο σχεδιασμός αυτού του συστήματος ισχύος περιλαμβάνει:

• μια δεξαμενή με μια αντλία πλήρωσης καυσίμου εγκατεστημένη σε αυτήν.
• αυτοκινητόδρομοι χαμηλή πίεση;
• Στοιχεία φίλτρου καθαρισμού καυσίμου.
• μια αντλία που δημιουργεί αυξημένη πίεση με εγκατεστημένο ρυθμιστή (αντλία καυσίμου).
• αυτοκινητόδρομοι υψηλή πίεση;
• ράμπα με ακροφύσια.
• βαλβίδες παράκαμψης και ασφαλείας.

Διάγραμμα συστήματος καυσίμου άμεσου ψεκασμού

Ο σκοπός ορισμένων στοιχείων, όπως μια δεξαμενή με αντλία και φίλτρο, περιγράφεται σε άλλα άρθρα. Επομένως, θα εξετάσουμε τον σκοπό ορισμένων εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται μόνο στο σύστημα άμεσης έγχυσης.

Ένα από τα κύρια στοιχεία σε αυτό το σύστημα είναι η αντλία υψηλής πίεσης. Εξασφαλίζει ότι το καύσιμο ρέει υπό σημαντική πίεση στη ράγα καυσίμου. Ο σχεδιασμός του διαφορετικών κατασκευαστώνδιαφέρει - μονό ή πολλαπλό έμβολο. Η κίνηση πραγματοποιείται από εκκεντροφόρους άξονες.

Το σύστημα περιλαμβάνει επίσης βαλβίδες που εμποδίζουν την πίεση καυσίμου στο σύστημα να υπερβεί τις κρίσιμες τιμές. Γενικά, η ρύθμιση της πίεσης πραγματοποιείται σε πολλά σημεία - στην έξοδο της αντλίας υψηλής πίεσης από έναν ρυθμιστή, ο οποίος περιλαμβάνεται στο σχεδιασμό της αντλίας έγχυσης. Υπάρχει μια βαλβίδα παράκαμψης που ελέγχει την πίεση στην είσοδο της αντλίας. Η βαλβίδα ασφαλείας παρακολουθεί την πίεση στη ράγα.

Όλα λειτουργούν ως εξής: η αντλία πλήρωσης καυσίμου από το ρεζερβουάρ τροφοδοτεί βενζίνη στην αντλία ψεκασμού μέσω μιας γραμμής χαμηλής πίεσης, ενώ η βενζίνη διέρχεται από ένα λεπτό φίλτρο καυσίμου, όπου αφαιρούνται μεγάλες ακαθαρσίες.

Τα ζεύγη εμβόλου της αντλίας δημιουργούν πίεση καυσίμου, η οποία, όταν διαφορετικούς τρόπους λειτουργίαςΗ λειτουργία του κινητήρα κυμαίνεται από 3 έως 11 MPa. Ήδη υπό πίεση, το καύσιμο εισέρχεται στη ράμπα μέσω γραμμών υψηλής πίεσης, οι οποίες κατανέμονται μεταξύ των μπεκ του μπεκ.

Η λειτουργία των μπεκ ελέγχεται από ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Ταυτόχρονα, βασίζεται στις μετρήσεις πολλών αισθητήρων κινητήρα, αφού αναλύσει τα δεδομένα, ελέγχει τα μπεκ ψεκασμού - το χρόνο ψεκασμού, την ποσότητα καυσίμου και τη μέθοδο ψεκασμού.

Εάν τροφοδοτηθεί περισσότερο καύσιμο στην αντλία ψεκασμού καυσίμου από αυτό που απαιτείται, ενεργοποιείται η βαλβίδα παράκαμψης, η οποία επιστρέφει μέρος του καυσίμου στη δεξαμενή. Επίσης, μέρος του καυσίμου εκκενώνεται στη δεξαμενή εάν ξεπεραστεί η πίεση στη ράμπα, αλλά αυτό γίνεται από μια βαλβίδα ασφαλείας.

Άμεση ένεση

Τύποι σχηματισμού μείγματος

Χρησιμοποιώντας άμεσο ψεκασμό καυσίμου, οι μηχανικοί κατάφεραν να μειώσουν την κατανάλωση βενζίνης. Και όλα επιτυγχάνονται με τη δυνατότητα χρήσης πολλών τύπων σχηματισμού μείγματος. Δηλαδή, υπό ορισμένες συνθήκες λειτουργίας του σταθμού παραγωγής ενέργειας, παρέχεται δικός του τύπος μείγματος. Επιπλέον, το σύστημα παρακολουθεί και ελέγχει όχι μόνο την παροχή καυσίμου για να διασφαλίσει τον ένα ή τον άλλο τύπο σχηματισμού μείγματος, καθορίζεται επίσης ένας συγκεκριμένος τρόπος παροχής αέρα στους κυλίνδρους.

Συνολικά, η άμεση έγχυση είναι ικανή να παρέχει δύο κύριους τύπους μείγματος στους κυλίνδρους:

• Πολυεπίπεδη?
• Στοιχειομετρική ομοιογενής;

Αυτό σας επιτρέπει να επιλέξετε ένα μείγμα που, υπό συγκεκριμένη λειτουργία του κινητήρα, θα παρέχει τη μεγαλύτερη απόδοση.

Ο σχηματισμός μείγματος στρώμα-στρώμα επιτρέπει στον κινητήρα να λειτουργεί σε πολύ υψηλά επίπεδα άπαχο μείγμα, στο οποίο το τμήμα μάζας του αέρα είναι περισσότερο από 40 φορές μεγαλύτερο από το τμήμα του καυσίμου. Δηλαδή, μια πολύ μεγάλη ποσότητα αέρα τροφοδοτείται στους κυλίνδρους και στη συνέχεια προστίθεται μια μικρή ποσότητα καυσίμου σε αυτήν.

Υπό κανονικές συνθήκες, ένα τέτοιο μείγμα δεν θα αναφλεγεί από έναν σπινθήρα. Για να συμβεί ανάφλεξη, οι σχεδιαστές έδωσαν στο κάτω μέρος του εμβόλου ένα ειδικό σχήμα που εξασφαλίζει στροβιλισμό.

Με τέτοιο σχηματισμό μίγματος, ο αέρας που κατευθύνεται από τον αποσβεστήρα εισέρχεται στον θάλαμο καύσης υψηλή ταχύτητα. Στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το μπεκ ψεκάζει καύσιμο, το οποίο, φτάνοντας στον πυθμένα του εμβόλου, ανεβαίνει προς τα πάνω στο μπουζί λόγω του στροβιλισμού. Ως αποτέλεσμα, στη ζώνη ηλεκτροδίων το μείγμα είναι εμπλουτισμένο και εύφλεκτο, ενώ γύρω από αυτό το μείγμα υπάρχει αέρας χωρίς ουσιαστικά σωματίδια καυσίμου. Επομένως, ένας τέτοιος σχηματισμός μείγματος ονομάζεται στρώμα-στρώμα - μέσα υπάρχει ένα στρώμα με ένα εμπλουτισμένο μείγμα, πάνω από το οποίο υπάρχει ένα άλλο στρώμα, πρακτικά χωρίς καύσιμο.

Αυτός ο σχηματισμός μείγματος εξασφαλίζει ελάχιστη κατανάλωση βενζίνης, αλλά το σύστημα προετοιμάζει ένα τέτοιο μείγμα μόνο όταν ομοιόμορφη κίνηση, χωρίς απότομες επιταχύνσεις.

Ο σχηματισμός στοιχειομετρικού μείγματος είναι η παραγωγή ενός μείγματος καυσίμου σε βέλτιστες αναλογίες (14,7 μέρη αέρα προς 1 μέρος βενζίνης), το οποίο εξασφαλίζει τη μέγιστη απόδοση ισχύος. Ένα τέτοιο μείγμα αναφλέγεται ήδη εύκολα, επομένως δεν χρειάζεται να δημιουργηθεί ένα εμπλουτισμένο στρώμα κοντά στο μπουζί, αντίθετα, για αποτελεσματική καύση είναι απαραίτητο η βενζίνη να κατανέμεται ομοιόμορφα στον αέρα.

Επομένως, το καύσιμο εγχέεται από ακροφύσια συμπίεσης και πριν από την ανάφλεξη έχει χρόνο να κινηθεί καλά με τον αέρα.

Αυτός ο σχηματισμός μείγματος εξασφαλίζεται στους κυλίνδρους κατά την επιτάχυνση, όταν απαιτείται μέγιστη ισχύς εξόδου, και όχι απόδοση.

Οι σχεδιαστές έπρεπε επίσης να επιλύσουν το ζήτημα της αλλαγής του κινητήρα από ένα άπαχο μείγμα σε ένα πλούσιο σε απότομες επιταχύνσεις. Ανεξαρτήτως της έκβασης καύση έκρηξης, κατά τη μετάβαση χρησιμοποιείται διπλή έγχυση.

Η πρώτη έγχυση καυσίμου πραγματοποιείται στη διαδρομή εισαγωγής, ενώ το καύσιμο λειτουργεί ως ψυκτικό υγρό για τα τοιχώματα του θαλάμου καύσης, γεγονός που εξαλείφει την έκρηξη. Η δεύτερη μερίδα βενζίνης παρέχεται στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης.

Το σύστημα άμεσου ψεκασμού καυσίμου, χάρη στη χρήση πολλών τύπων σχηματισμού μείγματος ταυτόχρονα, επιτρέπει καλή εξοικονόμηση καυσίμου χωρίς μεγάλη επίδραση στην απόδοση ισχύος.

Κατά την επιτάχυνση, ο κινητήρας λειτουργεί με ένα κανονικό μείγμα και μετά την αύξηση της ταχύτητας, όταν μετράται ο τρόπος οδήγησης και χωρίς ξαφνικές αλλαγές, το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μεταβαίνει σε ένα πολύ λιτό μείγμα, εξοικονομώντας έτσι καύσιμο.

Αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος ισχύος. Έχει όμως και ένα σημαντικό μειονέκτημα. Η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης καθώς και τα μπεκ ψεκασμού χρησιμοποιούν εξαιρετικά εκλεπτυσμένα ζεύγη ακριβείας. Είναι ακριβώς αυτό που είναι αδύναμο σημείο, αφού αυτοί οι ατμοί είναι πολύ ευαίσθητοι στην ποιότητα της βενζίνης. Η παρουσία ξένων ακαθαρσιών, θείου και νερού μπορεί να βλάψει την αντλία έγχυσης και τα μπεκ ψεκασμού. Επιπλέον, η βενζίνη έχει πολύ αδύναμες λιπαντικές ιδιότητες. Επομένως, η φθορά των ζευγών ακριβείας είναι μεγαλύτερη από αυτή του ίδιου κινητήρα ντίζελ.

Επιπλέον, το ίδιο το σύστημα άμεσης παροχής καυσίμου είναι δομικά πιο περίπλοκο και ακριβό από το ίδιο ξεχωριστό σύστημα ψεκασμού.

Νέες εξελίξεις

Οι σχεδιαστές δεν σταματούν εκεί. Έγινε ένα είδος τροποποίησης της άμεσης έγχυσης ανησυχία VAGστη μονάδα ισχύος TFSI. Το σύστημα ισχύος του συνδυάστηκε με υπερσυμπιεστή.

Μια ενδιαφέρουσα λύση προτάθηκε από το Orbital. Ανέπτυξαν ένα ειδικό ακροφύσιο που εκτός από καύσιμο κάνει και έγχυση συμπιεσμένος αέρας, παρέχεται από πρόσθετο συμπιεστή. Τέτοιος μίγμα αέρα-καυσίμουέχει εξαιρετική ευφλεκτότητα και καίγεται καλά. Αλλά αυτό είναι ακόμα μόνο μια εξέλιξη και αν θα βρει εφαρμογή σε αυτοκίνητα είναι ακόμα άγνωστο.

Γενικά, η άμεση έγχυση είναι πλέον η μεγαλύτερη το καλύτερο σύστημαδιατροφή από πλευράς αποτελεσματικότητας και φιλικότητας προς το περιβάλλον, αν και έχει τα μειονεκτήματά της.

Εννοιολογικά, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης - βενζίνης και ντίζελ - είναι σχεδόν πανομοιότυποι, αλλά υπάρχουν ορισμένες διαφορές μεταξύ τους χαρακτηριστικά γνωρίσματα. Ένα από τα κύρια είναι η διαφορετική εμφάνιση διεργασιών καύσης στους κυλίνδρους. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, το καύσιμο αναφλέγεται λόγω της έκθεσης σε υψηλές θερμοκρασίες και πίεση. Αλλά για αυτό είναι απαραίτητο το καύσιμο ντίζελ να παρέχεται απευθείας στους θαλάμους καύσης όχι μόνο σε μια αυστηρά καθορισμένη στιγμή, αλλά και υπό υψηλή πίεση. Και αυτό παρέχεται από συστήματα ψεκασμού κινητήρα ντίζελ.

Συνεχής σύσφιξη περιβαλλοντικά πρότυπα, οι προσπάθειες για απόκτηση μεγαλύτερης ισχύος με χαμηλότερο κόστος καυσίμου διασφαλίζουν την εμφάνιση ολοένα και περισσότερων νέων σχεδιαστικών λύσεων.

Αρχή λειτουργίας όλων υπάρχοντα είδηο ψεκασμός ντίζελ είναι πανομοιότυπος. Τα κύρια στοιχεία ισχύος είναι η αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης (HFP) και ο μπεκ ψεκασμού. Το καθήκον του πρώτου εξαρτήματος είναι η έγχυση καυσίμου ντίζελ, λόγω του οποίου η πίεση στο σύστημα αυξάνεται σημαντικά. Το ακροφύσιο εξασφαλίζει την παροχή καυσίμου (σε συμπιεσμένη κατάσταση) στους θαλάμους καύσης, ενώ το ψεκάζει για να εξασφαλίσει καλύτερο σχηματισμό μείγματος.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η πίεση του καυσίμου επηρεάζει άμεσα την ποιότητα της καύσης του μείγματος. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο καλύτερα καίγεται το καύσιμο ντίζελ, παρέχοντας μεγαλύτερη ισχύ και λιγότερους ρύπους στα καυσαέρια. Και για περισσότερα υψηλή απόδοσηχρησιμοποιήθηκαν ποικίλες πιέσεις Εποικοδομητικές αποφάσεις, που οδήγησε στην ανάδυση ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙσυστήματα ισχύος ντίζελ. Επιπλέον, όλες οι αλλαγές αφορούσαν αποκλειστικά τα υποδεικνυόμενα δύο στοιχεία - την αντλία έγχυσης και τα μπεκ. Τα υπόλοιπα εξαρτήματα - ρεζερβουάρ, γραμμές καυσίμου, στοιχεία φίλτρου, είναι ουσιαστικά πανομοιότυπα σε όλους τους διαθέσιμους τύπους.

Τύποι συστημάτων ισχύος ντίζελ

Ντίζελ σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςμπορεί να εξοπλιστεί με σύστημα έγχυσης:

• με εν σειρά αντλία υψηλής πίεσης.
• με αντλίες τύπου διανομής?
• Τύπος Μπαταρίας ( Common Rail).

Με αντλία σε σειρά

Αντλία έγχυσης σε σειρά με 8 μπεκ

Αρχικά, αυτό το σύστημα ήταν εντελώς μηχανικό, αλλά αργότερα άρχισαν να χρησιμοποιούνται ηλεκτρομηχανικά στοιχεία στο σχεδιασμό του (ισχύει για ρυθμιστές για την αλλαγή της κυκλικής παροχής καυσίμου ντίζελ).

Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι η αντλία. Σε αυτό, ζεύγη εμβόλου (στοιχεία ακριβείας που δημιουργούν πίεση) το καθένα εξυπηρετούσε το δικό του ακροφύσιο (ο αριθμός τους αντιστοιχούσε στον αριθμό των ακροφυσίων). Επιπλέον, αυτά τα ζευγάρια τοποθετήθηκαν σε μια σειρά, εξ ου και το όνομα.

Τα πλεονεκτήματα ενός συστήματος με αντλία σε σειρά περιλαμβάνουν:

• Αξιοπιστία του σχεδίου. Η αντλία διέθετε σύστημα λίπανσης, το οποίο παρείχε στη μονάδα μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Χαμηλή ευαισθησία στην καθαρότητα του καυσίμου.
• Συγκριτική απλότητα και υψηλή συντηρησιμότητα.
• Μεγάλη διάρκεια ζωής της αντλίας.
• Δυνατότητα λειτουργίας του κινητήρα σε περίπτωση βλάβης ενός τμήματος ή ακροφυσίου.

Αλλά οι ελλείψεις ενός τέτοιου συστήματος είναι πιο σημαντικές, γεγονός που οδήγησε στη σταδιακή εγκατάλειψή του και στην προτίμηση για πιο σύγχρονα. Οι αρνητικές πτυχές μιας τέτοιας ένεσης είναι:

• Χαμηλή ταχύτητα και ακρίβεια της δόσης καυσίμου. Ο μηχανικός σχεδιασμός απλά δεν μπορεί να το προσφέρει αυτό.
• Σχετικά χαμηλή παραγόμενη πίεση.
• Το καθήκον της αντλίας έγχυσης καυσίμου δεν είναι μόνο η δημιουργία πίεσης καυσίμου, αλλά και η ρύθμιση της κυκλικής ροής και του χρονισμού έγχυσης.
• Η πίεση που δημιουργείται εξαρτάται άμεσα από την ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα.
• Μεγάλες διαστάσεις και βάρος της αντλίας.

Αυτές οι ελλείψεις, και κυρίως η χαμηλή πίεση που παράγεται, οδήγησαν στην εγκατάλειψη αυτού του συστήματος, καθώς απλώς δεν ταιριάζει πλέον στα περιβαλλοντικά πρότυπα.

Με κατανεμημένη αντλία

αντλία έγχυσης κατανεμημένη ένεσηέγινε το επόμενο στάδιο στην ανάπτυξη συστημάτων ισχύος για μονάδες ντίζελ.

Αρχικά, ένα τέτοιο σύστημα ήταν επίσης μηχανικό και διέφερε από αυτό που περιγράφηκε παραπάνω μόνο στο σχεδιασμό της αντλίας. Όμως με την πάροδο του χρόνου, ένα σύστημα προστέθηκε στη συσκευή της ηλεκτρονικός έλεγχος, που βελτίωσε τη διαδικασία ρύθμισης του ψεκασμού, η οποία είχε θετική επίδραση στην απόδοση του κινητήρα. Για ορισμένο χρονικό διάστημα, ένα τέτοιο σύστημα ταιριάζει στα περιβαλλοντικά πρότυπα.

Η ιδιαιτερότητα αυτού του τύπου έγχυσης ήταν ότι οι σχεδιαστές εγκατέλειψαν τη χρήση ενός σχεδίου αντλίας πολλαπλών τμημάτων. Η αντλία έγχυσης καυσίμου άρχισε να χρησιμοποιεί μόνο ένα ζεύγος εμβόλου, εξυπηρετώντας όλα τα διαθέσιμα μπεκ, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 2 έως 6. Για να διασφαλιστεί η παροχή καυσίμου σε όλα τα μπεκ, το έμβολο κάνει όχι μόνο μεταφορικές κινήσεις, αλλά και περιστροφικές. που διασφαλίζουν τη διανομή καυσίμου ντίζελ.

Αντλία έγχυσης με αντλία κατανεμημένου τύπου

ΠΡΟΣ ΤΗΝ θετικές ιδιότητεςτέτοια συστήματα περιελάμβαναν:

• Μικρό διαστάσειςκαι μάζα αντλίας?
• Οι καλύτεροι δείκτες για απόδοση καυσίμου;
• Η χρήση ηλεκτρονικού ελέγχου έχει βελτιώσει την απόδοση του συστήματος.

Τα μειονεκτήματα ενός συστήματος με αντλία κατανεμημένου τύπου περιλαμβάνουν:

• Μικρή διάρκεια ζωής του ζεύγους εμβόλου.
• Τα εξαρτήματα λιπαίνονται με καύσιμο.
• Πολυλειτουργικότητα της αντλίας (εκτός από τη δημιουργία πίεσης, ελέγχεται επίσης από τη ροή και το χρονισμό της έγχυσης).
• Εάν η αντλία απέτυχε, το σύστημα σταμάτησε να λειτουργεί.
• Ευαισθησία στον αέρα;
• Εξάρτηση της πίεσης από τις στροφές του κινητήρα.

Αυτός ο τύπος έγχυσης έχει γίνει ευρέως διαδεδομένος σε επιβατικά αυτοκίνητα και μικρά επαγγελματικά οχήματα.

Μπεκ αντλίας

Η ιδιαιτερότητα αυτού του συστήματος είναι ότι το ζεύγος ακροφυσίου και εμβόλου συνδυάζονται σε μια ενιαία δομή. Η κίνηση του τμήματος αυτής της μονάδας καυσίμου πραγματοποιείται από τον εκκεντροφόρο άξονα.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να είναι είτε εντελώς μηχανικό (ο έλεγχος της έγχυσης πραγματοποιείται από ράφι και ρυθμιστές) είτε ηλεκτρονικό (χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες).

Ακροφύσιο αντλίας

Μια παραλλαγή αυτού του τύπου έγχυσης είναι η χρήση μεμονωμένων αντλιών. Δηλαδή, κάθε μπεκ έχει το δικό του τμήμα, που κινείται από τον εκκεντροφόρο. Το τμήμα μπορεί να βρίσκεται απευθείας στην κυλινδροκεφαλή ή να τοποθετηθεί σε ξεχωριστό περίβλημα. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί συμβατικά υδραυλικά ακροφύσια (δηλαδή, το σύστημα είναι μηχανικό). Σε αντίθεση με τον ψεκασμό με αντλία καυσίμου υψηλής πίεσης, οι γραμμές υψηλής πίεσης είναι πολύ μικρές, γεγονός που επέτρεψε τη σημαντική αύξηση της πίεσης. Αλλά αυτό το σχέδιο δεν ήταν ιδιαίτερα διαδεδομένο.

Τα θετικά χαρακτηριστικά των μπεκ αντλιών ισχύος περιλαμβάνουν:

• Σημαντικοί δείκτες της δημιουργούμενης πίεσης (το υψηλότερο μεταξύ όλων των χρησιμοποιούμενων τύπων έγχυσης).
• Χαμηλή κατανάλωση μετάλλου της δομής.
• Ακρίβεια δοσολογίας και εφαρμογή πολλαπλών εγχύσεων (σε μπεκ με ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες).
• Δυνατότητα λειτουργίας κινητήρα σε περίπτωση βλάβης ενός από τα μπεκ.
• Η αντικατάσταση ενός κατεστραμμένου στοιχείου δεν είναι δύσκολη.

Υπάρχουν όμως μειονεκτήματα σε αυτόν τον τύπο ένεσης, όπως:

• Μη επισκευή μπεκ αντλίας (εάν σπάσουν, πρέπει να αντικατασταθούν).
• Υψηλή ευαισθησία στην ποιότητα του καυσίμου.
• Η πίεση που δημιουργείται εξαρτάται από τις στροφές του κινητήρα.

Τα μπεκ αντλίας χρησιμοποιούνται ευρέως σε επαγγελματικά και φορτηγά οχήματα και αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί επίσης από ορισμένους κατασκευαστές επιβατικών αυτοκινήτων. Στις μέρες μας δεν χρησιμοποιείται πολύ συχνά λόγω του υψηλού κόστους συντήρησης.

Common Rail

Μέχρι στιγμής είναι το πιο προηγμένο από πλευράς αποτελεσματικότητας. Επίσης, συμμορφώνεται πλήρως με τα πιο πρόσφατα περιβαλλοντικά πρότυπα. Πρόσθετα «πλεονεκτήματα» περιλαμβάνουν την εφαρμογή του σε οποιαδήποτε κινητήρες ντίζελ, που κυμαίνονται από επιβατικά αυτοκίνητα μέχρι θαλάσσια πλοία.

Σύστημα έγχυσης Common Rail

Η ιδιαιτερότητά του έγκειται στο γεγονός ότι δεν απαιτείται η πολυλειτουργικότητα της αντλίας έγχυσης και το καθήκον της είναι μόνο να αντλεί πίεση, όχι για κάθε μπεκ ξεχωριστά, αλλά για μια κοινή γραμμή (ράγα καυσίμου) και από αυτήν παρέχεται καύσιμο ντίζελ στους μπεκ.

Ταυτόχρονα, οι αγωγοί καυσίμου μεταξύ της αντλίας, της ράμπας και των μπεκ έχουν σχετικά μικρό μήκος, γεγονός που επέτρεψε την αύξηση της πίεσης που δημιουργείται.

Η εργασία σε αυτό το σύστημα ελέγχεται από μια ηλεκτρονική μονάδα, η οποία αύξησε σημαντικά την ακρίβεια δοσολογίας και την ταχύτητα του συστήματος.

Θετικά χαρακτηριστικά του Common Rail:

• Υψηλή ακρίβεια δόσης και χρήση πολλαπλών τρόπων ένεσης.
• Αξιοπιστία της αντλίας έγχυσης.
• Δεν υπάρχει καμία εξάρτηση της τιμής της πίεσης από τις στροφές του κινητήρα.

Τα αρνητικά χαρακτηριστικά αυτού του συστήματος είναι:

• Ευαισθησία στην ποιότητα του καυσίμου.
• Πολύπλοκος σχεδιασμός ακροφυσίων.
• Βλάβη συστήματος στην παραμικρή απώλεια πίεσης λόγω αποσυμπίεσης.
• Η πολυπλοκότητα του σχεδίου λόγω της παρουσίας ορισμένων πρόσθετων στοιχείων.

Παρά αυτά τα μειονεκτήματα, οι αυτοκινητοβιομηχανίες προτιμούν όλο και περισσότερο το Common Rail έναντι άλλων τύπων συστημάτων έγχυσης.

Υλικό από την Εγκυκλοπαίδεια του περιοδικού "Πίσω από τον Τροχό"

Διάγραμμα κινητήρα Volkswagen FSI με άμεσο ψεκασμό βενζίνης

Τα πρώτα συστήματα έγχυσης βενζίνης απευθείας στους κυλίνδρους του κινητήρα εμφανίστηκαν στο πρώτο μισό του 20ου αιώνα. και χρησιμοποιήθηκαν σε κινητήρες αεροσκαφών. Προσπάθειες χρήσης άμεσης ένεσης σε βενζινοκινητήρεςΤα αυτοκίνητα διακόπηκαν στη δεκαετία του '40 του εικοστού αιώνα, επειδή τέτοιοι κινητήρες ήταν ακριβοί, αντιοικονομικοί και καπνίζονταν πολύ σε υψηλά επίπεδα ισχύος. Η έγχυση βενζίνης απευθείας στους κυλίνδρους δημιουργεί ορισμένες δυσκολίες. Τα μπεκ για άμεσο ψεκασμό βενζίνης λειτουργούν σε περισσότερα δύσκολες συνθήκεςαπό εκείνα που είναι εγκατεστημένα στην πολλαπλή εισαγωγής. Η κεφαλή του μπλοκ στην οποία πρέπει να εγκατασταθούν τέτοιοι εγχυτήρες αποδεικνύεται πιο περίπλοκη και ακριβή. Ο χρόνος που διατίθεται για τη διαδικασία σχηματισμού μείγματος με απευθείας έγχυση μειώνεται σημαντικά, πράγμα που σημαίνει ότι για καλό σχηματισμό μείγματος είναι απαραίτητο να τροφοδοτείται βενζίνη υπό υψηλή πίεση.
Όλες αυτές οι δυσκολίες ξεπεράστηκαν από ειδικούς της Mitsubishi, η οποία ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε σύστημα άμεσου ψεκασμού βενζίνης στο κινητήρες αυτοκινήτων. Πρώτα αυτοκίνητο παραγωγήςΤο Mitsubishi Galant με κινητήρα 1.8 GDI (Gasoline Direct Injection - άμεσος ψεκασμός βενζίνης) εμφανίστηκε το 1996.
Τα οφέλη του συστήματος άμεσου ψεκασμού είναι κυρίως η βελτιωμένη οικονομία καυσίμου, αλλά και κάποια αύξηση της ισχύος. Το πρώτο εξηγείται από την ικανότητα ενός κινητήρα με σύστημα άμεσου ψεκασμού να λειτουργεί σε πολύ άπαχα μείγματα. Η αύξηση της ισχύος οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι η οργάνωση της διαδικασίας παροχής καυσίμου στους κυλίνδρους του κινητήρα καθιστά δυνατή την αύξηση της αναλογίας συμπίεσης στο 12,5 (σε συμβατικούς κινητήρες που λειτουργούν με βενζίνη, σπάνια είναι δυνατός ο καθορισμός της σχέσης συμπίεσης πάνω από 10 λόγω της έναρξης της έκρηξης).

Το μπεκ κινητήρα GDI μπορεί να λειτουργήσει σε δύο λειτουργίες, παρέχοντας ένα ισχυρό (α) ή συμπαγές (β) ψεκασμό ψεκασμένης βενζίνης

Σε έναν κινητήρα GDI, η αντλία καυσίμου παρέχει πίεση 5 MPa. Ένας ηλεκτρομαγνητικός εγχυτήρας τοποθετημένος στην κυλινδροκεφαλή εγχέει βενζίνη απευθείας στον κύλινδρο του κινητήρα και μπορεί να λειτουργήσει σε δύο τρόπους λειτουργίας. Ανάλογα με το παρεχόμενο ηλεκτρικό σήμα, μπορεί να κάνει έγχυση καυσίμου είτε με ισχυρό κωνικό φακό είτε με συμπαγή πίδακα.

Το έμβολο ενός κινητήρα βενζίνης άμεσου ψεκασμού έχει ειδικό σχήμα (διαδικασία καύσης πάνω από το έμβολο)

Ο πυθμένας του εμβόλου έχει ειδικό σχήμα με τη μορφή σφαιρικής εσοχής. Αυτό το σχήμα σας επιτρέπει να στροβιλίζετε τον εισερχόμενο αέρα και να κατευθύνετε το καύσιμο που ψεκάζεται στο μπουζί που είναι εγκατεστημένο στο κέντρο του θαλάμου καύσης. Σωλήνας εισαγωγήςπου βρίσκεται όχι στο πλάι, αλλά κάθετα στην κορυφή. Δεν έχει απότομες στροφές, και επομένως ο αέρας προέρχεται από υψηλή ταχύτητα.

Στη λειτουργία ενός κινητήρα με σύστημα άμεσου ψεκασμού, μπορούν να διακριθούν τρεις διαφορετικοί τρόποι λειτουργίας:
1) τρόπος λειτουργίας σε εξαιρετικά άπαχα μείγματα.
2) τρόπος λειτουργίας σε στοιχειομετρικό μείγμα.
3) τρόπος απότομης επιτάχυνσης από χαμηλές ταχύτητες.
Η πρώτη λειτουργία χρησιμοποιείται όταν το αυτοκίνητο κινείται χωρίς απότομη επιτάχυνση με ταχύτητα περίπου 100–120 km/h. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιεί ένα πολύ άπαχο εύφλεκτο μείγμα με αναλογία περίσσειας αέρα μεγαλύτερη από 2,7. Υπό κανονικές συνθήκες, ένα τέτοιο μείγμα δεν μπορεί να αναφλεγεί από σπινθήρα, έτσι ο εγχυτήρας εγχέει καύσιμο σε συμπαγή φακό στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης (όπως σε έναν κινητήρα ντίζελ). Μια σφαιρική εσοχή στο έμβολο κατευθύνει ένα ρεύμα καυσίμου στα ηλεκτρόδια του μπουζί, όπου μια υψηλή συγκέντρωση ατμού βενζίνης επιτρέπει στο μείγμα να αναφλεγεί.
Η δεύτερη λειτουργία χρησιμοποιείται όταν το αυτοκίνητο κινείται με μεγάλη ταχύτητα και κατά τη διάρκεια απότομων επιταχύνσεων, όταν είναι απαραίτητο να επιτευχθεί υψηλή ισχύς. Αυτός ο τρόπος κίνησης απαιτεί μια στοιχειομετρική σύνθεση μείγματος. Ένα μείγμα αυτής της σύνθεσης αναφλέγεται εύκολα, αλλά ο κινητήρας GDI έχει αυξημένη αναλογία συμπίεσης και για να αποφευχθεί η έκρηξη, ο εγχυτήρας ψεκάζει καύσιμο με έναν ισχυρό φακό. Λεπτά ψεκασμένο καύσιμο γεμίζει τον κύλινδρο και, καθώς εξατμίζεται, ψύχει τις επιφάνειες του κυλίνδρου, μειώνοντας την πιθανότητα έκρηξης.
Η τρίτη λειτουργία είναι απαραίτητη για να αποκτήσετε υψηλή ροπή όταν το πεντάλ του γκαζιού πιέζεται απότομα όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε χαμηλές στροφές. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας του κινητήρα είναι διαφορετικός στο ότι κατά τη διάρκεια ενός κύκλου το μπεκ ψεκάζεται δύο φορές. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής εισαγωγής, ένα εξαιρετικά άπαχο μείγμα (α=4,1) εγχέεται στον κύλινδρο για να κρυώσει με έναν ισχυρό φακό. Στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το μπεκ ψεκάζει ξανά καύσιμο, αλλά με συμπαγή ψεκασμό. Σε αυτή την περίπτωση, το μείγμα στον κύλινδρο εμπλουτίζεται και δεν εμφανίζεται έκρηξη.
Σε σύγκριση με το συμβατικός κινητήραςΜε σύστημα ψεκασμού καυσίμου, ο κινητήρας GDI είναι περίπου 10% πιο αποδοτικός σε καύσιμα και εκπέμπει 20% λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα. Η αύξηση της ισχύος του κινητήρα αγγίζει το 10%. Ωστόσο, όπως έχει δείξει η λειτουργία των αυτοκινήτων με κινητήρες αυτού του τύπου, είναι πολύ ευαίσθητα στην περιεκτικότητα σε θείο της βενζίνης. Η αρχική διαδικασία άμεσης έγχυσης βενζίνης αναπτύχθηκε από την Orbital. Σε αυτή τη διαδικασία, η βενζίνη εγχέεται στους κυλίνδρους του κινητήρα, προαναμεμιγμένη με αέρα χρησιμοποιώντας ένα ειδικό ακροφύσιο. Το Orbital Injector αποτελείται από δύο πίδακες, καύσιμο και αέρα.

Λειτουργία τροχιακού εγχυτήρα

Ο αέρας τροφοδοτείται στους πίδακες αέρα σε συμπιεσμένη μορφή από έναν ειδικό συμπιεστή σε πίεση 0,65 MPa. Η πίεση καυσίμου είναι 0,8 MPa. Πρώτα ανάβει το ακροφύσιο καυσίμου και μετά κατάλληλη στιγμήκαι αέρα, έτσι το μείγμα καυσίμου-αέρα με τη μορφή αερολύματος εγχέεται στον κύλινδρο με έναν ισχυρό φακό.
Ο εγχυτήρας, τοποθετημένος στην κυλινδροκεφαλή δίπλα στο μπουζί, διοχετεύει ένα ρεύμα καυσίμου και αέρα απευθείας στα ηλεκτρόδια του μπουζί, γεγονός που εξασφαλίζει καλή ανάφλεξη.

Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του κινητήρα Audi 2.0 FSI με άμεσο ψεκασμό βενζίνης

Τα σύγχρονα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με διαφορετικά συστήματα ψεκασμού καυσίμου. Στους βενζινοκινητήρες, το μείγμα καυσίμου και αέρα αναγκάζεται να αναφλεγεί χρησιμοποιώντας σπινθήρα.

Το σύστημα ψεκασμού καυσίμου είναι αναπόσπαστο στοιχείο. Το ακροφύσιο είναι το κύριο στοιχείο λειτουργίας οποιουδήποτε συστήματος έγχυσης.

Οι βενζινοκινητήρες είναι εξοπλισμένοι με συστήματα έγχυσης, τα οποία διαφέρουν ως προς τον τρόπο που σχηματίζουν ένα μείγμα καυσίμου και αέρα:

• συστήματα με κεντρική έγχυση.
• συστήματα με κατανεμημένη έγχυση.
• συστήματα άμεσης έγχυσης.

Ο κεντρικός ψεκασμός, ή αλλιώς μονοjettronic, πραγματοποιείται από έναν κεντρικό ηλεκτρομαγνητικό εγχυτήρα, ο οποίος εγχέει καύσιμο στην πολλαπλή εισαγωγής. Αυτό θυμίζει κάπως καρμπυρατέρ. Επί του παρόντος, αυτοκίνητα με τέτοιο σύστημα ψεκασμού δεν παράγονται, καθώς ένα αυτοκίνητο με τέτοιο σύστημα έχει επίσης χαμηλές περιβαλλοντικές ιδιότητες του αυτοκινήτου.

Το σύστημα έγχυσης πολλαπλών σημείων βελτιώνεται συνεχώς με τα χρόνια. Το σύστημα ξεκίνησε K-jetronic. Η ένεση ήταν μηχανική, που την έκανε καλή αξιοπιστία, αλλά η κατανάλωση καυσίμου ήταν πολύ υψηλή. Η παροχή καυσίμου δεν γινόταν παλμικά, αλλά συνεχώς. Αυτό το σύστημα αντικαταστάθηκε από το σύστημα KE-jetronic.

Δεν ήταν ουσιαστικά διαφορετική από K-jetronic, αλλά εμφανίστηκε μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), η οποία κατέστησε δυνατή τη μικρή μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Αλλά αυτό το σύστημα δεν έφερε τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Ένα σύστημα εμφανίστηκε L-jetronic.

Στην οποία η ECU λάμβανε σήματα από τους αισθητήρες και έστελνε ηλεκτρομαγνητικό παλμό σε κάθε μπεκ. Το σύστημα είχε καλούς οικονομικούς και περιβαλλοντικούς δείκτες, αλλά οι σχεδιαστές δεν σταμάτησαν εκεί και ανέπτυξαν ένα εντελώς νέο σύστημα Motronic.

Η μονάδα ελέγχου άρχισε να ελέγχει τόσο τον ψεκασμό καυσίμου όσο και το σύστημα ανάφλεξης. Το καύσιμο άρχισε να καίγεται καλύτερα στον κύλινδρο, η ισχύς του κινητήρα αυξήθηκε και η κατανάλωση και οι επιβλαβείς εκπομπές του αυτοκινήτου μειώθηκαν. Σε όλα αυτά τα συστήματα που παρουσιάζονται παραπάνω, η έγχυση πραγματοποιείται από ένα ξεχωριστό ακροφύσιο για κάθε κύλινδρο στην πολλαπλή εισαγωγής, όπου σχηματίζεται ένα μείγμα καυσίμου και αέρα, το οποίο εισέρχεται στον κύλινδρο.

Το πιο πολλά υποσχόμενο σύστημα σήμερα είναι το σύστημα άμεσης έγχυσης.

Η ουσία αυτού του συστήματος είναι ότι το καύσιμο εγχέεται απευθείας στον θάλαμο καύσης κάθε κυλίνδρου και αναμιγνύεται με αέρα εκεί. Το σύστημα καθορίζει και παρέχει τη βέλτιστη σύνθεση μείγματος στον κύλινδρο, γεγονός που εξασφαλίζει καλή δύναμησε διάφορους τρόπους λειτουργίας του κινητήρα, καλή απόδοση και υψηλές περιβαλλοντικές ιδιότητες του κινητήρα.

Αλλά από την άλλη, οι κινητήρες με αυτό το σύστημα ψεκασμού έχουν υψηλότερη τιμή σε σύγκριση με τους προκατόχους τους λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδιασμού τους. Επίσης αυτό το σύστημαπολύ απαιτητικό για την ποιότητα των καυσίμων.