Kütuse sissepritsesüsteemi kasutatakse kütuse doseerimiseks sisepõlemismootorisse kindlal ajahetkel. Võimsus, efektiivsus jne sõltuvad selle süsteemi omadustest. Sissepritsesüsteemid võivad olla erineva disaini ja versiooniga, mis iseloomustab nende tõhusust ja ulatust.

Lühike välimuse ajalugu

Kütuse sissepritsesüsteemi hakati aktiivselt rakendama 70ndatel, reaktsioonina atmosfääri saasteainete heitkoguste suurenemisele. See laenati lennukitööstusest ja oli keskkonnasõbralikum alternatiiv karburaatormootorile. Viimane oli varustatud mehaanilise kütuse etteandesüsteemiga, milles rõhuvahe tõttu sattus kütus põlemiskambrisse.

Esimene sissepritsesüsteem oli peaaegu täielikult mehaaniline ja seda iseloomustas madal efektiivsus. Selle põhjuseks oli tehnika arengu ebapiisav tase, mis ei suutnud oma potentsiaali täielikult paljastada. Olukord muutus 90ndate lõpus koos mootori elektrooniliste juhtimissüsteemide väljatöötamisega. Elektrooniline juhtplokk hakkas kontrollima silindritesse süstitava kütuse kogust ja kütuse-õhu segu komponentide protsenti.

Bensiinimootorite sissepritsesüsteemide tüübid

Kütuse sissepritsesüsteeme on mitut tüüpi, mis erinevad õhu-kütuse segu moodustumise viisi poolest.

Monosüst või tsentraalne süstimine

Mono sissepritsesüsteemi skeem

Keskne sissepritseskeem näeb ette ühe, mis asub sisselaskekollektoris. Selliseid sissepritsesüsteeme leidub vaid vanematel sõiduautodel. See koosneb järgmistest elementidest:

• Rõhuregulaator - tagab püsiva töörõhu 0,1 MPa ja hoiab ära õhutaskute teket c.
• Sissepritseotsik - suunab bensiini mootori sisselaskekollektorisse.
• - reguleerib sissepuhkeõhu mahtu. Seda saab juhtida mehaaniliselt või elektriliselt.
• Juhtseade koosneb mikroprotsessorist ja mäluseadmest, mis sisaldab kütuse sissepritse karakteristikute võrdlusandmeid.
• Mootori väntvõlli asendi, gaasipedaali asendi, temperatuuri jne andurid.

Ühe pihustiga bensiini sissepritsesüsteemid töötavad vastavalt järgmisele skeemile:

• Mootor töötab.
• Andurid loevad ja edastavad infot süsteemi oleku kohta juhtplokile.
• Saadud andmeid võrreldakse võrdluskarakteristikuga ning selle info põhjal arvutab juhtseade pihusti avanemise hetke ja kestuse.
• Solenoidi mähisele saadetakse signaal pihusti avamiseks, mis viib kütuse tarnimiseni sisselaskekollektorisse, kus see seguneb õhuga.
• Silindritesse juhitakse kütuse ja õhu segu.

Mitu süstimist (MPI)

Jaotatud sissepritsesüsteem koosneb sarnastest elementidest, kuid see disain näeb ette iga silindri jaoks eraldi düüsid, mida saab avada samaaegselt, paarikaupa või ükshaaval. Õhu ja bensiini segunemine toimub ka sisselaskekollektoris, kuid erinevalt ühekordsest sissepritsest juhitakse kütust ainult vastavate silindrite sisselaskekanalitesse.

Jaotatud sissepritsega süsteemi skeem

Juhtimine toimub elektrooniliselt (KE-Jetronic, L-Jetronic). Need on universaalsed Boschi kütuse sissepritsesüsteemid, mida kasutatakse laialdaselt.

Jaotatud süstimise tööpõhimõte:

• Mootorisse juhitakse õhku.
• Mitmed andurid määravad õhu mahu, selle temperatuuri, väntvõlli pöörlemiskiiruse, aga ka drosselklapi asendi parameetrid.
• Saadud andmete põhjal määrab elektrooniline juhtseade sissetuleva õhuhulga jaoks optimaalse kütusemahu.
• Antakse signaal ja vastavad pihustid avatakse vajalikuks ajaks.

Kütuse otsesissepritse (GDI)

Süsteem näeb ette bensiini tarnimise üksikute pihustite abil otse iga silindri põlemiskambrisse kõrge rõhu all, kus samaaegselt antakse õhku. See sissepritsesüsteem tagab õhu-kütuse segu kõige täpsema kontsentratsiooni, olenemata mootori töörežiimist. Sel juhul põleb segu peaaegu täielikult läbi, vähendades seeläbi kahjulike heitmete hulka atmosfääri.

Otsesissepritsesüsteemi skeem

See sissepritsesüsteem on keeruline ja kütusekvaliteedi suhtes tundlik, mistõttu on selle tootmine ja kasutamine kulukas. Kuna pihustid töötavad agressiivsemates tingimustes, on sellise süsteemi õigeks tööks vaja tagada kõrge kütuserõhk, mis peab olema vähemalt 5 MPa.

Struktuuriliselt sisaldab otsesissepritsesüsteem:

• Kõrgsurve kütusepump.
• Kütuse rõhu kontroll.
• Kütusetoru.
• Kaitseklapp (paigaldatud kütusetorule, et kaitsta süsteemi elemente rõhu suurenemise eest üle lubatud taseme).
• Kõrgsurveandur.
• Pihustid.

Seda tüüpi Boschi elektrooniline sissepritsesüsteem kannab nime MED-Motronic. Selle tööpõhimõte sõltub segu moodustumise tüübist:

• Kiht-kihilt – rakendatakse mootori madalatel ja keskmistel pööretel. Õhk juhitakse põlemiskambrisse suurel kiirusel. Kütus pihustatakse poole ja segunedes teel õhuga süttib.
• Stöhhiomeetriline. Gaasipedaali vajutamisel avaneb drosselklapp ja kütus pihustatakse samaaegselt õhu juurdevooluga, mille järel segu süttib ja põleb täielikult läbi.
• Homogeenne. Silindrites kutsutakse esile intensiivne õhuliikumine, samal ajal kui bensiin süstitakse sisselasketaktil.

Bensiinimootor on sissepritsesüsteemide arengus kõige lootustandvam suund. Seda rakendati esmakordselt 1996. aastal Mitsubishi Galant sõiduautodele ja tänapäeval paigaldavad selle oma autodele enamik suurimaid autotootjaid.

Kaasaegsetel sõidukitel kasutatakse erinevaid kütuse sissepritsesüsteeme. Sissepritsesüsteem (teine ​​nimi - sissepritsesüsteem, sissepritsest - sissepritse), nagu nimigi ütleb, tagab kütuse sissepritse.

Sissepritsesüsteemi kasutatakse nii bensiini- kui ka diiselmootoritel. Bensiini- ja diiselmootorite sissepritsesüsteemide konstruktsioon ja töö on aga oluliselt erinevad.

Bensiinimootorites moodustab sissepritse homogeense õhu-kütuse segu, mis süttib sunniviisiliselt sädemest. Diiselmootorites pihustatakse kütust kõrge rõhuga, osa kütusest seguneb suru (kuuma) õhuga ja süttib peaaegu koheselt. Sissepritserõhk määrab sissepritsitava kütuse koguse ja vastavalt ka mootori võimsuse. Seega, mida kõrgem on rõhk, seda suurem on mootori võimsus.

Kütuse sissepritsesüsteem on sõiduki kütusesüsteemi lahutamatu osa. Iga sissepritsesüsteemi peamine tööelement on pihusti ( pihusti).

Bensiini sissepritsesüsteemid

Sõltuvalt kütuse-õhu segu moodustamise meetodist eristatakse järgmisi kesksissepritsesüsteeme, mitmepunkti- ja otsesissepritse. Kesk- ja mitmepunktilised sissepritsesüsteemid on eelpritsesüsteemid, s.o. neisse süstimine toimub enne põlemiskambrisse jõudmist - sisselaskekollektorisse.

Diisli sissepritsesüsteemid

Diiselmootorite kütuse sissepritse saab teha kahel viisil: eelkambrisse või otse põlemiskambrisse.

Eelkambrisse sissepritsega mootoreid iseloomustab madal müratase ja sujuv töö. Kuid tänapäeval eelistatakse otsesissepritsesüsteeme. Vaatamata suurenenud müratasemele on sellised süsteemid väga kütusesäästlikud.

Diiselmootori sissepritsesüsteemi määravaks konstruktsioonielemendiks on kõrgsurvekütusepump (sissepritsepump).

Diiselmootoriga sõiduautodele paigaldatakse erineva konstruktsiooniga sissepritsesüsteeme: reasisese sissepritsepumbaga, jaotuspritsepumbaga, pumba düüsidega, Common Railiga. Progressiivsed sissepritsesüsteemid – ühikpihustid ja Common Rail süsteem.

Kahekümnenda sajandi 60ndate lõpus ja 70ndate alguses kerkis esile tööstusjäätmetega põhjustatud keskkonnareostuse probleem, millest olulise osa moodustasid autode heitgaasid. Kuni selle ajani ei huvitanud sisepõlemismootorite põlemisproduktide koostis kedagi. Põlemisprotsessis õhu kasutamise maksimeerimiseks ja mootori maksimaalse võimaliku võimsuse saavutamiseks reguleeriti segu koostist selliselt, et selles oleks üleliigne bensiin.

Selle tulemusena ei olnud põlemissaadustes absoluutselt hapnikku, vaid jäi põlemata kütus ning tervisele kahjulikud ained tekivad peamiselt mittetäieliku põlemise käigus. Püüdes võimsust suurendada, paigaldasid disainerid karburaatoritele gaasipumbad, mis süstivad iga järsu gaasipedaali vajutusega kütust sisselaskekollektorisse, s.t. kui on vaja autot järsku kiirendada. Sel juhul satub silindritesse liigne kogus kütust, mis ei vasta õhuhulgale.

Linnaliikluse tingimustes töötab gaasipump peaaegu kõigil foorituledega ristmikel, kus autod peavad kas peatuma või kiiresti teele minema. Mittetäielik põlemine toimub ka mootori tühikäigul ja eriti mootori pidurdamisel. Kui gaasihoob on suletud, läbib õhk suurel kiirusel karburaatori tühikäigukäike, imedes sisse liiga palju kütust.

Sisselaskekollektori olulise vaakumi tõttu imetakse silindritesse vähe õhku, rõhk põlemiskambris jääb survetakti lõpus suhteliselt madalaks, liiga rikka segu põlemisprotsess on aeglane ning põlemata kütus jääb heitgaasidesse. Kirjeldatud mootori töörežiimid suurendavad järsult mürgiste ühendite sisaldust põlemisproduktides.

Selgus, et inimelule kahjulike atmosfääriheitmete vähendamiseks on vaja radikaalselt muuta lähenemist kütuseseadmete projekteerimisele.

Heitgaasisüsteemi kahjulike heitkoguste vähendamiseks tehti ettepanek paigaldada heitgaaside katalüüsmuundur. Kuid katalüsaator töötab tõhusalt ainult siis, kui mootoris põleb nn tavaline kütuse-õhu segu (õhu / bensiini massisuhe 14,7: 1). Segu koostise mis tahes kõrvalekalle määratud koostisest põhjustas selle töö efektiivsuse languse ja kiirendas rikkeid. Sellise töösegu suhte stabiilseks säilitamiseks karburaatorisüsteemid enam ei sobinud. Ainus alternatiiv võiks olla sissepritsesüsteemid.

Esimesed süsteemid olid puhtalt mehaanilised ja kasutasid vähe elektroonilisi komponente. Kuid nende süsteemide kasutamise praktika on näidanud, et segu parameetrid, mille stabiilsust arendajad lootsid, muutuvad koos auto tööga. See tulemus on üsna loomulik, võttes arvesse süsteemi elementide ja sisepõlemismootori enda kulumist ja saastumist selle hoolduse ajal. Tekkis küsimus süsteemi kohta, mis suudaks end töö käigus korrigeerida, nihutades töösegu valmistamise tingimusi paindlikult sõltuvalt välistingimustest.

Leiti järgmine lahendus. Sissepritsesüsteemi viidi sisse tagasiside - väljalaskesüsteemi, otse katalüsaatori ette, paigaldati heitgaaside hapnikusisalduse andur, nn lambda-sond. See süsteem töötati välja juba võttes arvesse sellise põhielemendi olemasolu kõigis järgmistes süsteemides nagu elektrooniline juhtseade (ECU). Hapnikuanduri signaalide põhjal reguleerib ECU mootori kütusevarustust, säilitades täpselt soovitud segu koostise.

Siiani on sissepritse (või vene keeles sissepritse) mootor peaaegu täielikult välja vahetanud vananenud
karburaatori süsteem. Sissepritsemootor parandab oluliselt auto töö- ja võimsusnäitajaid
(kiirenduse dünaamika, keskkonnamõju, kütusekulu).

Kütuse sissepritsesüsteemidel on karburaatorisüsteemide ees järgmised peamised eelised:

• kütuse täpne mõõtmine ja seega säästlikum kütusekulu.
• heitgaaside toksilisuse vähendamine. See saavutatakse tänu kütuse-õhu segu optimaalsusele ja heitgaaside parameetrite andurite kasutamisele.
• mootori võimsuse suurenemine umbes 7-10%. See tuleneb silindrite täitmise paranemisest, süüte ajastuse optimaalsest seadistusest, mis vastab mootori töörežiimile.
• auto dünaamiliste omaduste parandamine. Sissepritsesüsteem reageerib koheselt koormuse muutustele, reguleerides kütuse-õhu segu parameetreid.
• käivitamise lihtsus olenemata ilmastikutingimustest.

Seade ja tööpõhimõte (näiteks elektrooniline hajutatud sissepritsesüsteem)

Kaasaegsetes sissepritsemootorites on iga silindri jaoks ette nähtud individuaalne pihusti. Kõik pihustid on ühendatud kütusetoruga, kus kütus on surve all, mille tekitab elektriline bensiinipump. Sissepritsitud kütuse kogus sõltub pihusti avanemise kestusest. Avanemismomenti reguleerib elektrooniline juhtplokk (kontroller) selle poolt erinevatelt anduritelt töödeldavate andmete alusel.

Õhu massivooluandurit kasutatakse silindrite tsüklilise täitmise arvutamiseks. Mõõdetakse õhuhulga massivool, mis seejärel arvutatakse programmi abil ümber silindri tsükliliseks täitmiseks. Anduri rikke korral selle näitu eiratakse, arvutus toimub hädaolukorra tabelite järgi.

Drosselklapi asendiandur arvutab mootori koormusteguri ja muudab seda sõltuvalt gaasihoova nurgast, mootori pöörlemiskiirusest ja töötsüklist.

Jahutusvedeliku temperatuuriandurit kasutatakse kütuse etteande ja süüte korrigeerimise määramiseks temperatuuri järgi ning elektriventilaatori juhtimiseks. Kui andur ebaõnnestub, eiratakse selle näitu, temperatuur võetakse tabelist sõltuvalt mootori tööajast.

Väntvõlli asendiandurit kasutatakse üldiseks süsteemi sünkroniseerimiseks, mootori pöörlemissageduse ja väntvõlli asendi arvutamiseks teatud ajahetkedel. DPKV on polaarsensor. Kui see on valesti sisse lülitatud, ei käivitu mootor. Kui andur ebaõnnestub, siis süsteem ei tööta. See on süsteemis ainus "elutähtis" andur, milles auto liikumine on võimatu. Kõikide teiste andurite õnnetused võimaldavad omal käel autoteenindusse jõuda.

Hapnikuandur on ette nähtud hapniku kontsentratsiooni määramiseks heitgaasides. Anduri edastatavat teavet kasutab elektrooniline juhtseade tarnitava kütusekoguse reguleerimiseks. Hapnikuandurit kasutatakse ainult Euro-2 ja Euro-3 toksilisuse standarditele vastava katalüüsmuunduriga süsteemides (Euro-3 kasutab kahte hapnikuandurit - enne ja pärast katalüsaatorit).

Koputusandurit kasutatakse koputuse jälgimiseks. Kui tuvastatakse viimane, lülitab ECU sisse koputuse summutamise algoritmi, reguleerides kohe süüte ajastust.

Need on vaid mõned põhiandureid, mis on süsteemi toimimiseks vajalikud. Erinevate autode andurite komplekt sõltub sissepritsesüsteemist, toksilisuse standarditest jne.

Programmis määratletud andurite küsitluse tulemuste kohta juhib ECU programm täiturmehhanisme, mille hulka kuuluvad: pihustid, gaasipump, süütemoodul, tühikäigu regulaator, bensiiniaurude regenereerimissüsteemi adsorberventiil, jahutussüsteem ventilaator jne (kõik oleneb jällegi konkreetsetest mudelitest)

Kõigist ülaltoodust ei tea võib-olla kõik, mis on adsorber. Adsorber on suletud ahela element bensiiniaurude retsirkuleerimiseks. Euro-2 normid keelavad gaasipaagi ventilatsiooni kokkupuute atmosfääriga, bensiiniaurud tuleb kokku koguda (adsorbeerida) ja suunata puhumisel balloonidesse järelpõletamiseks. Kui mootor ei tööta, sisenevad bensiiniaurud paagist ja sisselaskekollektorist adsorberisse, kus need imenduvad. Mootori käivitamisel puhutakse adsorber ECU käsul mootori poolt sisseimetud õhuvooluga läbi, selle vooluga viiakse aurud minema ja põlevad põlemiskambris ära.

Kütuse sissepritsesüsteemide tüübid

Sõltuvalt pihustite arvust ja kütuse etteande kohast jagatakse sissepritsesüsteemid kolme tüüpi: ühepunkti- või monosissepritsega (üks pihusti sisselaskekollektoris kõikidel silindritel), mitmepunktilised või jaotatud (igal silindril on oma sissepritsesüsteem). oma pihusti, mis varustab kütust kollektoriga) ja otsene (kütus tarnitakse pihustite kaudu otse silindritesse, nagu diiselmootorites).

Ühe punkti süstimine lihtsam, see on vähem täis juhtelektroonikat, kuid ka vähem tõhus. Juhtelektroonika võimaldab lugeda anduritelt infot ja kohe muuta sissepritse parameetreid. Samuti on oluline, et karburaatormootorid oleksid hõlpsasti kohandatavad monosissepritse jaoks, peaaegu ilma struktuurimuutusteta või tootmise tehnoloogiliste muutusteta. Ühepunktilisel sissepritsel on karburaatori ees eelis kütusesäästlikkuses, keskkonnasõbralikkuses ning suhtelises stabiilsuses ja parameetrite usaldusväärsuses. Kuid mootori gaasipedaali reaktsioonis kaotab ühe punkti sissepritse. Veel üks puudus: nii ühepunktilise sissepritse kui ka karburaatori kasutamisel sadestub kollektori seintele kuni 30% bensiinist.

Ühepunktilised sissepritsesüsteemid olid muidugi samm edasi võrreldes karburaatori jõusüsteemidega, kuid need ei vasta enam tänapäevastele nõuetele.

Süsteemid on täiuslikumad mitmepunktiline süstimine, milles kütuse tarnimine igasse silindrisse toimub eraldi. Jaotatud sissepritse on võimsam, ökonoomsem ja keerulisem. Sellise sissepritse kasutamine suurendab mootori võimsust umbes 7-10 protsenti. Jaotatud süstimise peamised eelised:

• võimalus erinevatel kiirustel automaatselt reguleerida ja vastavalt parandada silindrite täitmist, mille tulemusena kiirendab auto sama maksimaalse võimsusega palju kiiremini;
• bensiin süstitakse sisselaskeklapi lähedale, mis vähendab oluliselt sisselaskekollektori settimiskadusid ja võimaldab täpsemat kütuse väljastamist juhtida.

Teise ja tõhusa vahendina segu põlemise optimeerimiseks ja bensiinimootori efektiivsuse suurendamiseks rakendab see lihtsat
põhimõtteid. Nimelt: pritsib kütust põhjalikumalt, seguneb paremini õhuga ja utiliseerib valmis segu asjatundlikumalt erinevatel mootori töörežiimidel. Seetõttu tarbivad otsesissepritsega mootorid vähem kütust kui tavalised "sissepritsega" mootorid (eriti vaikselt väikesel kiirusel sõites); sama töömahuga tagavad need auto intensiivsema kiirenduse; neil on puhtam heitgaas; need tagavad suurema liitri mahu tänu suuremale surveastmele ja õhku jahutavale mõjule, kui kütus silindrites aurustub. Samal ajal vajavad nad kütuseseadmete normaalse töö tagamiseks madala väävlisisaldusega ja mehaaniliste lisanditega kvaliteetset bensiini.

Ja just peamine lahknevus Venemaal ja Ukrainas praegu kehtivate GOST-ide ja Euroopa standardite vahel on väävli, aromaatsete süsivesinike ja benseeni suurenenud sisaldus. Näiteks lubab Vene-Ukraina standard 500 mg väävlit 1 kg kütuses, samas kui Euro-3 - 150 mg, Euro-4 - ainult 50 mg ja Euro-5 - ainult 10 mg. Väävel ja vesi on võimelised aktiveerima osade pinnal korrosiooniprotsesse ning praht põhjustab düüside kalibreeritud aukude ja pumpade kolvipaaride abrasiivset kulumist. Kulumise tagajärjel väheneb pumba töörõhk ja halveneb bensiini pihustamise kvaliteet. Kõik see kajastub mootorite omadustes ja nende töö ühtsuses.

Mitsubishi kasutas esimesena seeriaautol otsesissepritsemootorit. Seetõttu käsitleme otsesissepritse seadet ja tööpõhimõtteid GDI (Gasoline Direct Injection) mootori näitel. GDI mootor võib töötada ülilahja õhu-kütuse seguga: õhu ja kütuse massi suhe kuni 30-40:1.

Traditsiooniliste jaotatud sissepritsega sissepritsemootorite maksimaalne võimalik suhe on 20-24:1 (tasub meenutada, et optimaalne, nn stöhhiomeetriline koostis on 14,7:1) - kui liigne õhk on suurem, siis liiglahja segu. lihtsalt ei sütti. GDI mootoril on pihustatud kütus silindris pilve kujul, koondunud süüteküünla piirkonda.

Seega, kuigi segu on üldiselt liiga tühjenenud, on see süüteküünla juures stöhhiomeetrilise koostise lähedal ja väga tuleohtlik. Samas on lahja segu ülejäänud ruumala detonatsioonikalduvus tunduvalt väiksem kui stöhhiomeetrilisel. Viimane asjaolu võimaldab teil suurendada surveastet ja seega suurendada nii võimsust kui ka pöördemomenti. Tulenevalt asjaolust, et kütuse sissepritsimisel ja silindrisse aurustamisel õhulaeng jahutatakse - silindrite täituvus paraneb mõnevõrra ja koputamise tõenäosus väheneb.

Peamised disainierinevused GDI ja tavapärase süstimise vahel:

Kõrgsurve kütusepump (TNVD). Mehaaniline pump (sarnaselt diislikütuse sissepritsepumbale) arendab rõhku 50 baari (sissepritsemootori puhul tekitab paagis olev elektripump liinis rõhu umbes 3-3,5 baari).

• Kõrgsurve keerispihustid loovad kütuseleegi kuju vastavalt mootori töörežiimile. Võimsusrežiimis toimub sissepritse sisselaskerežiimis ja moodustub kooniline õhk-kütuse leek. Ülilahja töörežiimi korral toimub sissepritse survetakti lõpus ja kompaktne õhkkütus
  põleti, mis suunab nõgusa kolvi krooni otse süüteküünlale.
• Kolb. Spetsiaalse kujuga põhja tehakse süvend, mille abil juhitakse kütuse-õhu segu süüteküünla piirkonda.
• Sisselaskekanalid. GDI mootoris kasutatakse vertikaalseid sisselaskeavasid, mis võimaldavad silindris nn. “Tagurpidi keeris”, õhu-kütuse segu suunamine korgile ja silindrite õhuga täitumise parandamine (tavamootori puhul keerutatakse silindris olev keeris vastupidises suunas).

GDI mootori töörežiimid

Mootori töörežiime on kokku kolm:

• Ülimalt pehme põlemisrežiim (kütuse sissepritse survetakti korral).
• Toiterežiim (sisselaskelöögi sissepritse).
• Kaheastmeline režiim (sissepritse sisselaske- ja survetaktitele) (kasutatakse euro modifikatsioonidel).

Ülimalt lahja põlemisrežiim(kütuse sissepritse survetaktil). Seda režiimi kasutatakse madalal koormusel: vaiksel linnasõidul ja linnast väljas ühtlase kiirusega (kuni 120 km/h) sõites. Kütus pihustatakse kompaktse põleti abil survetakti lõpus kolvi suunas, peegeldub sellest, segatakse õhuga ja aurustatakse süüteküünla suunas. Kuigi segu on põlemiskambri põhimahus äärmiselt lahja, on laeng pistiku piirkonnas piisavalt rikkalik, et seda sädemest süüdata ja ülejäänud segu süüdata. Tänu sellele töötab mootor sujuvalt isegi üldise õhu/kütuse suhtega 40:1.

Mootori töötamine väga lahja seguga tekitas uue probleemi – heitgaaside neutraliseerimise. Fakt on see, et selles režiimis moodustavad suurema osa neist lämmastikoksiidid ja seetõttu muutub tavaline katalüüsmuundur ebaefektiivseks. Selle probleemi lahendamiseks rakendati heitgaaside retsirkulatsiooni (EGR-Exhaust Gas Recirculation), mis vähendab järsult tekkivate lämmastikoksiidide hulka ja paigaldati täiendav NO katalüsaator.

EGR-süsteem “lahjendab” kütuse-õhu segu heitgaasidega, vähendab põlemistemperatuuri põlemiskambris, “summutades” seeläbi kahjulike oksiidide, sealhulgas NOx aktiivset moodustumist. Siiski on võimatu tagada NOx täielikku ja stabiilset neutraliseerimist ainult EGR-iga, kuna mootori koormuse suurenemisega tuleb vähendada heitgaaside retsirkulatsiooni. Seetõttu paigaldati otsesissepritsega mootorile NO-katalüsaator.

NOx emissiooni vähendamiseks on kahte tüüpi katalüsaatoreid – selektiivne (selektiivse reduktsiooni tüüp) ja
akumulatiivne tüüp (NOx Trap Type). Ladustamistüüpi katalüsaatorid on tõhusamad, kuid äärmiselt tundlikud kõrge väävlisisaldusega kütuste suhtes, millele selektiivsed on vähem vastuvõtlikud. Vastavalt sellele paigaldatakse madala väävlisisaldusega riikide mudelitele säilituskatalüsaatorid ja ülejäänud jaoks selektiivkatalüsaatorid.

Toiterežiim(süst sisselaskelöögil). Niinimetatud "homogeenset segamisrežiimi" kasutatakse intensiivseks linnasõiduks, kiireks linnalähiliikluseks ja möödasõitudeks. Kütus süstitakse sisselasketaktile koonilise põleti abil, segunedes õhuga ja moodustades homogeense segu, nagu tavalises mitmepunktilise sissepritsega mootoris. Segu koostis on lähedane stöhhiomeetrilisele (14,7: 1)

Kaheastmeline režiim(süst sisselaske- ja survetaktitele). See režiim võimaldab teil mootori pöördemomenti suurendada, kui juht madalal kiirusel liikudes järsult gaasipedaali vajutab. Kui mootor töötab madalatel pööretel ja sellesse juhitakse järsku rikkalik segu, suureneb detonatsiooni tõenäosus. Seetõttu viiakse süstimine läbi kahes etapis. Väike kogus kütust süstitakse sisselasketaktil silindrisse ja see jahutab silindris olevat õhku. Sel juhul täidetakse silinder ülilahja seguga (ligikaudu 60:1), milles detonatsiooniprotsesse ei toimu. Siis mõõtmise lõpus
kokkusurumisel tarnitakse kompaktne kütusejuga, mis muudab silindris oleva õhu ja kütuse suhte "rikkaks" 12:1.

Miks on see režiim kasutusele võetud ainult Euroopa turule mõeldud autode jaoks? Jah, sest Jaapanile on omased väikesed kiirused ja pidevad ummikud ning Euroopas on pikad kiirteed ja suured kiirused (ja seega ka suur mootorikoormus).

Mitsubishi oli kütuse otsesissepritse kasutamise teerajaja. Tänapäeval kasutavad sarnast tehnoloogiat Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) ja Toyota (JIS). Nende elektrisüsteemide tööpõhimõte on sarnane - bensiini tarnimine mitte sisselaskekanalisse, vaid otse põlemiskambrisse ja kihtide kaupa või homogeense segu moodustumine mootori erinevates töörežiimides. Kuid neil kütusesüsteemidel on ka erinevusi, mõnikord üsna olulisi. Peamised neist on töörõhk kütusesüsteemis, pihustite asukoht ja nende konstruktsioon.

Kontseptuaalselt on sisepõlemismootorid - bensiin ja diisel peaaegu identsed, kuid nende vahel on mitmeid iseloomulikke jooni. Üks peamisi on põlemisprotsesside erinev kulg silindrites. Diiselmootoris süttib kütus kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul. Kuid selleks on vaja, et diislikütus tarnitaks otse põlemiskambritesse mitte ainult rangelt määratletud hetkel, vaid ka kõrge rõhu all. Ja selle tagavad diiselmootorite sissepritsesüsteemid.

Pidev keskkonnastandardite karmistamine, katsed saada suuremat võimsust madalama kütusekuluga, toovad kaasa aina enamate disainilahenduste esilekerkimise.

Kõigi olemasolevate diislikütuse sissepritsetüüpide tööpõhimõte on identne. Peamised jõuelemendid on kõrgsurve kütusepump (sissepritsepump) ja pihusti. Esimese komponendi ülesandeks on diislikütuse sissepritse, mille tõttu rõhk süsteemis oluliselt suureneb. Düüs aga varustab kütust (kokkusurutud olekus) põlemiskambritesse, samal ajal pihustades, et tagada segu parem moodustumine.

Tuleb märkida, et kütuse rõhk mõjutab otseselt segu põlemiskvaliteeti. Mida kõrgem see on, seda paremini diislikütus põleb, tagades suurema võimsuse ja vähem saasteaineid heitgaasides. Ja kõrgemate rõhunäitajate saamiseks kasutati mitmesuguseid konstruktsioonilahendusi, mis tõid kaasa erinevat tüüpi diiseljõusüsteemide tekkimise. Pealegi puudutasid kõik muudatused ainult neid kahte elementi - kõrgsurvekütusepumpa ja pihustid. Ülejäänud komponendid - paak, kütusetorud, filtrielemendid on kõigis saadaolevates vormides sisuliselt identsed.

Diiseljõusüsteemide tüübid

Diiselelektrijaamu saab varustada sissepritsesüsteemiga:

• in-line kõrgsurvepumbaga;
• jaotuspumpadega;
• aku tüüp (Common Rail).

In-line pumbaga

Sissepritsepump 8 düüsi jaoks

Algselt oli see süsteem täielikult mehaaniline, kuid seejärel hakati selle projekteerimisel kasutama elektromehaanilisi elemente (diislikütuse tsükli varustuse muutmise regulaatorite jaoks).

Selle süsteemi peamine omadus on pump. Selles teenisid kolvipaarid (rõhku tekitavad täppiselemendid) igaüks oma düüsi (nende arv vastas düüside arvule). Veelgi enam, need paarid paigutati ritta, sellest ka nimi.

Sisseehitatud pumbasüsteemi eelised hõlmavad järgmist:

• Ehituse töökindlus. Pumbal oli määrimissüsteem, mis tagas seadmele pika ressursi;
• Madal tundlikkus kütuse puhtuse suhtes;
• Võrdlev lihtsus ja kõrge hooldatavus;
• Pikk pumbaressurss;
• Võimalus juhtida mootorit ühe sektsiooni või düüsi rikke korral.

Kuid sellise süsteemi puudused on olulisemad, mis viis selle järkjärgulise loobumiseni ja kaasaegsemate eelistamiseni. Sellise süstimise negatiivsed küljed on järgmised:

• Madal kiirus ja kütuse doseerimise täpsus. Mehaaniline disain lihtsalt ei suuda seda pakkuda;
• Suhteliselt madal tekitatud rõhk;
• Kõrgsurve kütusepumba ülesanne ei hõlma mitte ainult kütuse rõhu loomist, vaid ka tsükli etteande ja sissepritse hetke reguleerimist;
• Tekkiv rõhk sõltub otseselt väntvõlli kiirusest;
• Pumba suured mõõtmed ja kaal.

Need puudused ja ennekõike madal tekitatud rõhk viisid sellest süsteemist loobumiseni, kuna see lihtsalt ei vastanud keskkonnastandarditele.

Jaotatud pump

Jaotatud sissepritsega kõrgsurve kütusepump on saanud diiselmootorite toitesüsteemide arendamise järgmiseks etapiks.

Esialgu oli selline süsteem samuti mehaaniline ja erines ülalkirjeldatust vaid pumba konstruktsiooni poolest. Kuid aja jooksul lisati tema seadmele elektrooniline juhtimissüsteem, mis parandas sissepritse reguleerimise protsessi, mis avaldas positiivset mõju mootori efektiivsuse näitajatele. Teatud aja jooksul sobis selline süsteem keskkonnastandarditega.

Seda tüüpi sissepritse eripära taandus asjaolule, et disainerid loobusid mitmeosalise pumba konstruktsiooni kasutamisest. Sissepritsepumbas hakati kasutama ainult ühte kolvipaari, mis teenindab kõiki saadaolevaid düüse, mille arv varieerub 2-st kuni 6-ni. Kõigi düüside kütusevaru tagamiseks ei tee kolb mitte ainult translatiivseid liigutusi, vaid ka pöörlevad, mis tagavad diislikütuse jaotamise.

Sissepritsepump koos hajutatud tüüpi pumbaga

Selliste süsteemide positiivsed omadused hõlmavad järgmist:

• Pumba väikesed mõõtmed ja kaal;
• Parimad kütusesäästlikkuse näitajad;
• Elektroonilise juhtimise kasutamine on parandanud süsteemi jõudlust.

Jaotatud pumbaga süsteemi puudused on järgmised:

• Kolvipaari väike kasutusiga;
• Komponendid on määritud kütusega;
• Pumba mitmekülgsus (lisaks rõhu tekitamisele juhib seda ka toide ja sissepritse hetk);
• Kui pump ebaõnnestub, lakkab süsteem töötamast;
• Õhus leviv tundlikkus;
• Rõhu sõltuvus mootori pöörlemiskiirusest.

Seda tüüpi süstimist kasutatakse laialdaselt sõiduautodes ja väikestes tarbesõidukites.

Üksuse pihustid

Selle süsteemi eripära seisneb selles, et düüsi ja kolvi paar on ühendatud üheks struktuuriks. Selle kütuseüksuse osa juhitakse nukkvõllilt.

Tähelepanuväärne on see, et selline süsteem võib olla kas täielikult mehaaniline (sissepritse juhitakse siini ja regulaatorite abil) või elektrooniline (kasutatakse solenoidventiile).

Pumba otsik

Seda tüüpi süstimine on üksikute pumpade kasutamine. See tähendab, et iga pihusti jaoks on ette nähtud oma sektsioon, mida juhitakse nukkvõllilt. Sektsioon võib asuda otse silindripeas või paigutada eraldi korpusesse. Selles konstruktsioonis kasutatakse tavapäraseid hüdrodüüse (see tähendab mehaanilist süsteemi). Erinevalt kõrgsurvekütusepumbaga sissepritsest on kõrgsurvetorud väga lühikesed, mis võimaldas rõhku oluliselt tõsta. Kuid see disain ei saanud palju levitamist.

Toiteüksuse pihustite positiivsed omadused hõlmavad järgmist:

• Tekitatud rõhu olulised näitajad (kõrgeim kõigi kasutatud süstimistüüpide seas);
• Konstruktsiooni madal metallikulu;
• Annuse täpsus ja mitmekordse süstimise rakendamine (solenoidventiilidega pihustites);
• Mootori töötamise võimalus ühe pihusti rikke korral;
• Kahjustatud elemendi asendamine pole keeruline.

Kuid seda tüüpi süstidel on ka puudusi, sealhulgas:

• Parandamatud pumba pihustid (rikke korral on vaja need välja vahetada);
• Kõrge tundlikkus kütuse kvaliteedi suhtes;
• Tekkiv rõhk sõltub mootori pöörlemiskiirusest.

Pump-pihustid on laialdaselt kasutusel kommerts- ja kaubavedudel ning seda tehnoloogiat on kasutanud ka mõned autotootjad. Tänapäeval ei kasutata seda väga sageli kõrgete hoolduskulude tõttu.

Common rail

Seni on see efektiivsuse poolest kõige täiuslikum. Samuti vastab see täielikult uusimatele keskkonnastandarditele. Täiendavad "plussid" hõlmavad selle rakendamist mis tahes diiselmootoritele, alates sõiduautodest kuni merelaevadeni.

Common rail sissepritsesüsteem

Selle eripära seisneb selles, et sissepritsepumba mitmekülgsus pole vajalik ja selle ülesandeks on ainult rõhu suurendamine ja mitte iga düüsi jaoks eraldi, vaid ühine liin (kütusetoru) ja sellest tarnitakse diislikütust. düüside juurde.

Samas on pumba, siini ja pihustite vahelised kütusetorud suhteliselt lühikese pikkusega, mis võimaldas tekitatavat rõhku tõsta.

Töö kontrolli selles süsteemis teostab elektrooniline seade, mis suurendas oluliselt doseerimistäpsust ja süsteemi kiirust.

Common Raili positiivsed omadused:

• Suur doseerimistäpsus ja mitmerežiimilise süstimise kasutamine;
• Sissepritsepumba töökindlus;
• Rõhu väärtus ei sõltu mootori pöörlemiskiirusest.

Selle süsteemi negatiivsed omadused on järgmised:

• Tundlikkus kütuse kvaliteedi suhtes;
• Keeruline otsiku disain;
• Süsteemi rike väikseima rõhukaotuse korral rõhu vähendamisest;
• Disaini keerukus mitmete täiendavate elementide olemasolu tõttu.

Vaatamata nendele puudustele eelistavad autotootjad Common Raili muud tüüpi sissepritsesüsteemidele üha enam.

Bensiinimootorite kütuse otsesissepritsesüsteem on ülekaalukalt kõige arenenum ja kaasaegsem lahendus. Otsesissepritse peamine omadus on see, et kütus juhitakse otse silindritesse.

Sel põhjusel nimetatakse seda süsteemi sageli ka kütuse otsesissepritseks. Selles artiklis vaatleme, kuidas kütuse otsesissepritsega mootor töötab, samuti milliseid eeliseid ja puudusi sellisel skeemil on.

Lugege sellest artiklist

Kütuse otsesissepritse: otsesissepritsesüsteemi konstruktsioon

Nagu eespool mainitud, juhitakse nendes olev kütus otse mootori põlemiskambrisse. See tähendab, et pihustid ei pritsi bensiini sisse, misjärel kütuse-õhu segu siseneb selle kaudu silindrisse ja pritsib kütuse otse põlemiskambrisse.

Esimesed otsesissepritsega terasest bensiinimootorid. Tulevikus sai skeem laialt levinud, mille tulemusena võib tänapäeval sellise kütusevarustussüsteemiga leida paljude tuntud autotootjate valikust.

Näiteks esitles VAG kontsern mitmeid atmosfäär- ja turboülelaaduriga Audi ja Volkswageni mudeleid, mis said kütuse otsepritse. Otsesissepritsega mootoreid toodavad ka BMW, Ford, GM, Mercedes ja paljud teised.

Kütuse otsesissepritse laialdane kasutamine oli tingitud süsteemi kõrgest efektiivsusest (umbes 10-15% võrreldes hajutatud sissepritsega), samuti silindrites oleva töösegu täieliku põlemisega ja kütuse toksilisuse taseme langusega. heitgaasid.

Otsesissepritsesüsteem: disainifunktsioonid

Nii et võtame näiteks FSI mootori koos nn "kihilise" sissepritsega. Süsteem sisaldab järgmisi elemente:

• kõrgsurveahel;
• bensiin;
• rõhuregulaator;
• kütusetoru;
• kõrgsurveandur;
• süstimisdüüsid;

Alustame kütusepumbaga. Määratud pump tekitab kõrge rõhu, mille all kütus suunatakse kütusetorusse ja pihustitesse. Pumbal on kolvid (kolvi võib olla mitu või üks pöördpumpades) ja seda juhitakse sisselaske nukkvõllilt.

RTD (kütuse rõhuregulaator) on pumba sisse integreeritud ja vastutab mõõdetud kütusevarustuse eest, mis vastab pihusti sissepritsele. Kütusetoru (kütusetoru) on vajalik kütuse jaotamiseks pihustitesse. Samuti võimaldab selle elemendi olemasolu vältida kütuse rõhutõusu (pulsatsiooni) ahelas.

Muide, vooluringis kasutatakse spetsiaalset kaitseklappi, mis on siinis. Määratud ventiil on vajalik selleks, et vältida liiga kõrget kütuserõhku ja kaitsta seeläbi süsteemi üksikuid elemente. Rõhk võib suureneda, kuna kütus kipub kuumutamisel paisuma.

Kõrgsurveandur on seade, mis mõõdab rõhku kütusetorus. Anduri signaalid edastatakse, mis omakorda suudab muuta rõhku kütusetorus.

Mis puutub pihustiotsikusse, siis element tagab kütuse õigeaegse tarnimise ja pihustamise põlemiskambrisse, et tekiks vajalik õhu-kütuse segu. Pange tähele, et kirjeldatud protsesse juhitakse. Süsteemis on rühm erinevaid andureid, elektrooniline juhtseade ja täiturid.

Kui me räägime otsesissepritsesüsteemist koos selle tööks mõeldud kõrgsurve kütuseanduriga, siis on tegemist järgmisega: DPRV, õhutemperatuuri andur sisselaskekollektoris, jahutusvedeliku temperatuuriandur jne.

Tänu nende andurite tööle saadetakse vajalik teave ECU-sse, mille järel seade saadab signaale täiturmehhanismidele. See võimaldab saavutada solenoidventiilide, pihustite, kaitseklapi ja mitmete muude elementide hästi koordineeritud ja täpse töö.

Kuidas kütuse otsesissepritsesüsteem töötab

Otsese süstimise peamine eelis on võime saavutada erinevat tüüpi segude moodustumist. Teisisõnu, selline toitesüsteem on võimeline paindlikult muutma töötava kütuse-õhu segu koostist, võttes arvesse mootori töörežiimi, selle temperatuuri, sisepõlemismootori koormust jne.

On vaja esile tõsta kihtide kaupa segu moodustumist, stöhhiomeetrilist ja ka homogeenset. Just selline segu moodustumine võimaldab lõppkokkuvõttes kõige tõhusamat kütusekulu. Segu osutub alati kvaliteetseks, olenemata sisepõlemismootori töörežiimist, bensiin põleb täielikult, mootor muutub võimsamaks, samal ajal väheneb heitgaaside toksilisus.

• Kiht-kihiline segu moodustumine aktiveerub, kui mootori koormus on madal või keskmine ning väntvõlli pöörlemissagedus on madal. Lihtsamalt öeldes on sellistes režiimides segu raha säästmise eesmärgil mõnevõrra lahjem. Stöhhiomeetriline segamine hõlmab segu valmistamist, mis on kergesti süttiv, kuid pole liiga rikas.
• Homogeense segu moodustamine võimaldab saada nn "võimsuse" segu, mida on vaja mootori suurel koormusel. Lahja homogeense segu korral töötab jõuallikas täiendava säästmise eesmärgil siirderežiimides.
• Kui kihiline režiim on sisse lülitatud, on drosselklapp pärani avatud ja sisselaskeklapid on suletud. Põlemiskambrisse juhitakse õhku suurel kiirusel ja tekivad õhuvoolud. Kütus pihustatakse survetakti lõpu poole ja süstitakse süüteküünla piirkonda.

Veidi aega enne süüteküünlale sädeme tekkimist tekib kütuse-õhu segu, milles liigõhu suhe on 1,5-3. Seejärel süüdatakse segu sädemega, samal ajal kui süütetsooni ümber jääb piisav kogus õhku. See õhk toimib temperatuuri "isolaatorina".

Kui arvestada homogeense stöhhiomeetrilise segu moodustumist, siis selline protsess toimub siis, kui sisselaskeklapid on avatud, samal ajal kui drosselklapp on samuti avatud ühe või teise nurga all (olenevalt gaasipedaali vajutamise astmest).

Sellisel juhul süstitakse sisselasketakti ajal kütust, mille tulemusena saadakse homogeenne segu. Liigse õhu koefitsient on ühtsusele lähedane. Selline segu on väga tuleohtlik ja põleb täielikult kogu põlemiskambri mahu ulatuses.

Lahja homogeenne segu tekib siis, kui drosselklapp on täielikult avatud ja sisselaskeklapid suletud. Sel juhul liigub õhk silindris aktiivselt ja sisselasketaktil toimub kütuse sissepritse. ECM hoiab liigset õhku 1,5 juures.

Puhtale õhule võib lisada heitgaase. See on tingitud tööst. Selle tulemusena "põleb" väljalaskesüsteem silindrites uuesti läbi, ilma mootorit kahjustamata. Samal ajal väheneb kahjulike ainete atmosfääri paiskamise tase.

Mis on lõpptulemus

Nagu näete, võimaldab otsesissepritse saavutada mitte ainult kütusesäästlikkust, vaid ka mootorilt head tootlust nii väikese kui keskmise ja suure koormuse režiimis. Teisisõnu tähendab otsesissepritse olemasolu, et segu optimaalne koostis säilib sisepõlemismootori kõigil töörežiimidel.

Mis puudutab miinuseid, siis otsesissepritse miinusteks on vaid remondi käigus suurenenud keerukus ja varuosade hind, samuti süsteemi kõrge tundlikkus kütuse kvaliteedi ning kütuse- ja õhufiltrite seisukorra suhtes.

Loe ka

Injektori seade ja skeem. Pihusti plussid ja miinused võrreldes karburaatoriga. Sissepritsejõusüsteemide sagedased talitlushäired. Abistavad näpunäited.

Kütusesüsteemi häälestamine atmosfääri- ja turbomootorile. Kütusepumba jõudlus ja energiakulu, kütusepihustite valik, rõhuregulaatorid.