A közvetlen befecskendezés (közvetlen befecskendezésnek vagy GDI-nek is nevezik) az utóbbi időben kezdett megjelenni az autókon. A technológia azonban egyre népszerűbb, és egyre inkább megtalálható az új autók motorjain. Ma megpróbáljuk általánosságban megválaszolni, hogy mi is az a közvetlen befecskendezési technológia, és kell-e tartani tőle?
Először is érdemes megjegyezni, hogy a technológia fő megkülönböztető jellemzője az injektorok elhelyezkedése, amelyek közvetlenül a hengerfejben helyezkednek el, és a hatalmas nyomás alatti befecskendezés közvetlenül a hengerekbe történik, ellentétben a hosszú - az üzemanyag bizonyítottan legjobb oldala a szívócsőbe.
A közvetlen befecskendezést először a japán Mitsubishi autógyár tesztelte tömeggyártásban. A működés azt mutatta, hogy az előnyök között a fő előnyök a hatékonyság - 10% és 20% közötti, a teljesítmény - plusz 5% és a környezetbarátság. A fő hátrány az, hogy a befecskendezők rendkívül igényesek az üzemanyag minőségére.
Azt is érdemes megjegyezni, hogy egy hasonló rendszert már évtizedek óta sikeresen telepítettek. A technológia alkalmazása azonban a benzinmotoroknál számos olyan nehézséggel járt, amelyeket még nem sikerült teljesen megoldani.
A Savagegeese YouTube-csatorna videója elmagyarázza, mi az a közvetlen befecskendezés, és mi hibázhat el, ha ezzel a rendszerrel üzemeltetik az autót. A videó a fő előnyei és hátrányai mellett a rendszer megelőző karbantartásának csínját-bínját is ismerteti. Emellett a videó érinti a szívócsatornákba befecskendező rendszerek témáját is, ami bőven látható a régebbi motorokon, valamint azokon, amelyek mindkét üzemanyag-befecskendezési módot alkalmazzák. A Bosch-diagramok világos felhasználásával az előadó elmagyarázza, hogyan működik mindez.
Az összes árnyalat megtudásához javasoljuk, hogy nézze meg az alábbi videót (a feliratok fordításának bekapcsolása segít kitalálni, ha nem tud túl jól angolul). Akit nem nagyon érdekel a nézés, az a videó után alább olvashat a közvetlen benzinbefecskendezés fő előnyeiről és hátrányairól:
Tehát a környezetbarátság és a hatékonyság jó cél, de itt vannak a kockázatok, ha a modern technológiát autójában használja:
Hátrányok
1. Nagyon összetett kialakítás.
2. Ez a második fontos problémához vezet. Mivel a fiatal benzintechnológia jelentős változtatásokat von maga után a motor hengerfejeinek kialakításában, maguk a befecskendezők kialakításában, és a kapcsolódó változtatások a motor egyéb alkatrészeiben, például a befecskendező szivattyúban (nagynyomású üzemanyag-szivattyú), a közvetlen üzemanyaggal működő autók költsége. az injekció magasabb.
3. Magának az energiarendszer alkatrészeinek gyártásának is rendkívül precíznek kell lennie. A fúvókák 50-200 atmoszféra nyomást fejlesztenek ki.
Ha ehhez hozzáadjuk a befecskendező szelepnek az éghető üzemanyag közvetlen közelében történő működését és a hengeren belüli nyomást, akkor nagyon nagy szilárdságú alkatrészeket kell gyártani.
4. Mivel a befecskendező fúvókák az égéstérbe néznek, az összes benzin égésterméke is lerakódik rájuk, fokozatosan eltömítve vagy letiltva az injektort. Talán ez a legkomolyabb hátránya a GDI-kialakításnak az orosz valóságban.
5. Ezenkívül gondosan figyelemmel kell kísérni a motor állapotát. Ha olajveszteség kezdődik a hengerekben, a termikus bomlás termékei gyorsan letiltják az injektort és eltömítik a szívószelepeket, letörölhetetlen bevonatot képezve rajtuk. Ne felejtse el, hogy a klasszikus befecskendezés a szívócsőben található fúvókákkal jól megtisztítja a szívószelepeket, és nyomás alatt lévő üzemanyaggal mossa le.
6. Drága javítások és megelőző karbantartás szükségessége, ami szintén nem olcsó.
Ezenkívül azt is elmagyarázza, hogy ha nem megfelelően használják, a közvetlen befecskendezésű járművek szelepek szennyeződését és gyenge teljesítményét tapasztalhatják, különösen a turbófeltöltős motorok esetében.
Néha középső befecskendezésnek is nevezik, az 1980-as években széles körben használták személygépkocsikban. Ez az energiarendszer arról a tényről kapta a nevét, hogy az üzemanyagot csak egy ponton táplálták a szívócsőbe.
Sok akkori rendszer tisztán mechanikus volt, nem volt elektronikus vezérlésük. Az ilyen energiarendszer alapja gyakran egy hagyományos karburátor volt, amelyből egyszerűen eltávolították az összes „extra” elemet, és egy vagy két fúvókát telepítettek a diffúzor területére (ezért a központi befecskendezés viszonylag olcsó volt). Például így tervezték a General Motors TBI-rendszerét ("Throttle Body Injection").
De látszólagos egyszerűsége ellenére a központi befecskendezésnek nagyon fontos előnye van a karburátorral szemben - pontosabban adagolja az éghető keveréket a motor minden üzemmódjában. Ez lehetővé teszi a motor működési zavarainak elkerülését, valamint növeli annak teljesítményét és hatékonyságát.
Idővel az elektronikus vezérlőegységek megjelenése kompaktabbá és megbízhatóbbá tette a központi befecskendezést. Könnyebbé vált a különféle motorokhoz való hozzáigazítása.
Az egypontos befecskendezés azonban számos hátrányt is örökölt a karburátoroktól. Például a szívócsonkba jutó levegő nagy ellenállása és az üzemanyag-keverék rossz eloszlása az egyes hengerek között. Ennek eredményeként egy ilyen energiaellátó rendszerrel rendelkező motor nem túl nagy teljesítményű. Ezért ma a központi injekció gyakorlatilag nem található.
A General Motors konszern egyébként egy érdekes típusú központi befecskendezést is kifejlesztett - CPI-t ("Central Port Injection"). Egy ilyen rendszerben az egyik fúvóka üzemanyagot permetezett speciális csövekbe, amelyeket az egyes hengerek szívócsonkjába vezettek. Ez az elosztott injekció egyfajta prototípusa volt. Az alacsony megbízhatóság miatt azonban a CPI alkalmazását gyorsan felhagyták.
Megosztott
A TÖBBPONTOS üzemanyag-befecskendezés ma a modern autók legelterjedtebb motortáprendszere. Elsősorban abban különbözik az előző típustól, hogy minden henger szívócsonkjában van egy-egy fúvóka. Bizonyos időpontokban közvetlenül a „saját” henger szívószelepeibe fecskendezi be a szükséges mennyiségű benzint.
A többpontos befecskendezés lehet párhuzamos vagy szekvenciális. Az első esetben egy bizonyos időpontban az összes befecskendező begyújt, az üzemanyag levegővel keveredik, és a kapott keverék megvárja, amíg a szívószelepek kinyílnak, hogy belépjenek a hengerbe. A második esetben az egyes befecskendezők működési idejét külön-külön számítják ki, így a benzint szigorúan meghatározott ideig táplálják a szelep nyitása előtt. Az ilyen befecskendezés hatásfoka magasabb, így a szekvenciális rendszerek elterjedtek, a bonyolultabb és drágább elektronikus „tömés” ellenére. Bár néha vannak olcsóbb kombinált rendszerek (ebben az esetben az injektorok párban tüzelnek).
Eleinte az elosztott befecskendező rendszereket is mechanikusan vezérelték. De idővel itt is az elektronika győzött. Hiszen számos érzékelőtől érkező jelek fogadásával és feldolgozásával a vezérlőegység nem csak a működtetőknek ad parancsot, hanem a vezetőnek is jelezheti a meghibásodást. Sőt, még meghibásodás esetén is vészüzemmódba kapcsol az elektronika, így az autó önállóan elérheti a szervizt.
Az elosztott injekciónak számos előnye van. Amellett, hogy minden motor üzemmódhoz megfelelő összetételű éghető keveréket készít, egy ilyen rendszer pontosabban elosztja azt a hengerek között, és minimális ellenállást hoz létre a szívócsonkon áthaladó levegővel szemben. Ez lehetővé teszi számos motor mutatójának javítását: teljesítmény, hatékonyság, környezetbarát stb. A többpontos befecskendezés hátrányai közül talán csak a meglehetősen magas költséget lehet megemlíteni.
Közvetlen..
A Goliath GP700 volt az első olyan sorozatgyártású autó, amely üzemanyag-befecskendezéssel rendelkezett.
A BEFECSKENDEZÉS (amelyet néha közvetlennek is neveznek) abban különbözik a korábbi energiarendszerek típusaitól, hogy ebben az esetben a befecskendezők közvetlenül a hengereket táplálják (a szívócsonkot megkerülve), akár egy dízelmotornál.
Elvileg ez az elektromos rendszer kialakítása nem új. A múlt század első felében repülőgép-hajtóműveken használták (például a szovjet La-7 vadászgépen). A személygépkocsikban a közvetlen befecskendezés valamivel később jelent meg - a huszadik század 50-es éveiben, először a Goliath GP700 autón, majd a híres Mercedes-Benz 300SL-n. Egy idő után azonban az autógyártók gyakorlatilag felhagytak a közvetlen befecskendezéssel, ez csak a versenyautókon maradt.
A tény az, hogy a közvetlen befecskendezéses motor hengerfeje nagyon bonyolultnak és költségesnek bizonyult. Ráadásul a tervezők sokáig nem tudták elérni a rendszer stabil működését. Valójában a közvetlen befecskendezés során a hatékony keverékképzéshez szükséges, hogy az üzemanyag jól porlasztott legyen. Vagyis nagy nyomás alatt juttatták a hengerekhez. Ehhez pedig speciális szivattyúkra volt szükség, amelyek képesek voltak erre.
A technológia fejlődésével azonban mindezek a problémák megoldódtak, és sok autógyártó visszatért a rég elfeledett rendszerhez. Az első a Mitsubishi volt, amely 1996-ban közvetlen üzemanyag-befecskendezéssel (márkajelzéssel - GDI) szerelt motort a Galant modellre, majd más cégek is hasonló megoldásokat kezdtek alkalmazni. Különösen a „Volkswagen” és az „Audi” (FSI rendszer), a „Peugeot-Citroen” (HPA), „Alfa Romeo” (JTS) és mások.
Miért érdekelte hirtelen egy ilyen energiarendszer a vezető autógyártókat? Mindez nagyon egyszerű - a közvetlen befecskendezéses motorok nagyon sovány munkakeveréken (kis mennyiségű üzemanyaggal és nagy mennyiségű levegővel) képesek működni, ezért jó hatásfok jellemzi őket. Ezenkívül a benzin közvetlenül a hengerekbe való ellátása lehetővé teszi a motor kompressziós arányának és ezáltal a teljesítményének növelését.
A közvetlen befecskendezéses energiarendszer különböző üzemmódokban működhet. Például amikor egy autó egyenletesen 90-120 km/h sebességgel halad, az elektronika nagyon kevés üzemanyagot juttat a hengerekbe. Elvileg egy ilyen ultrasovány munkakeveréket nagyon nehéz felgyújtani. Ezért a közvetlen befecskendezéses motorok speciális bemélyedéssel ellátott dugattyúkat használnak. Az üzemanyag nagy részét közelebb irányítja a gyújtógyertyához, ahol jobbak a keverék gyulladásának feltételei.
Nagy sebességgel haladva vagy hirtelen gyorsításkor lényegesen több üzemanyag kerül a hengerekbe. Ennek megfelelően a motoralkatrészek erős felmelegedése miatt megnő a detonáció veszélye. Ennek elkerülése érdekében az injektor széles permettel fecskendezi be az üzemanyagot a hengerbe, amely az égéstér teljes térfogatát kitölti és lehűti.
Ha a vezetőnek éles gyorsításra van szüksége, a befecskendező szelep kétszer bekapcsol. Először a szívólöket elején kis mennyiségű üzemanyagot permeteznek a henger hűtésére, majd a kompressziós ütem végén befecskendezik a fő benzint.
De minden előnyük ellenére a közvetlen befecskendezéses motorok még nem eléggé elterjedtek. Ennek oka a magas költségek és az üzemanyag minőségével kapcsolatos követelmények. Ráadásul egy ilyen erőrendszerrel rendelkező motor a szokásosnál hangosabban jár és erősebben rezeg, így a tervezőknek tovább kell erősíteni egyes motoralkatrészeket, és javítani kell a motortér hangszigetelésén.
Az üzemanyag-befecskendező rendszerrel a motor továbbra is szívódik, de ahelyett, hogy csak a beszívott üzemanyag mennyiségére hagyatkozna, az üzemanyag-befecskendező rendszer pontosan a megfelelő mennyiségű üzemanyagot lövi be az égéstérbe. Az üzemanyag-befecskendező rendszerek már több fejlődési szakaszon is keresztülmentek, elektronika is került hozzájuk – talán ez volt a legnagyobb lépés ennek a rendszernek a fejlesztésében. De az ilyen rendszerek gondolata ugyanaz marad: egy elektromosan működtetett szelep (injektor) mért mennyiségű üzemanyagot permetez a motorba. Valójában a fő különbség a karburátor és a befecskendező szelep között az ECU elektronikus vezérlése - ez a fedélzeti számítógép, amely pontosan a megfelelő mennyiségű üzemanyagot szállítja a motor égésterébe.
Nézzük meg, hogyan működik az üzemanyag-befecskendező rendszer és különösen az injektor.
Így néz ki az üzemanyag-befecskendező rendszer
Ha egy autó szíve a motorja, akkor az agya a motorvezérlő egység (ECU). Optimalizálja a motor teljesítményét azáltal, hogy érzékelők segítségével dönti el, hogyan kell vezérelni a motor bizonyos hajtásait. Először is, a számítógép 4 fő feladatért felelős:
- szabályozza az üzemanyag keveréket,
- szabályozza az alapjárati fordulatszámot,
- felelős a gyújtás időzítési szögéért,
- szabályozza a szelep időzítését.
Mielőtt arról beszélnénk, hogy az ECU hogyan látja el feladatait, beszéljünk a legfontosabb dologról - kövessük nyomon a benzin útját a benzintartálytól a motorig - ez az üzemanyag-befecskendező rendszer munkája. Kezdetben, miután egy csepp benzin elhagyja a gáztartály falát, egy elektromos üzemanyag-szivattyú szívja be a motorba. Az elektromos üzemanyag-szivattyú általában magából a szivattyúból, valamint egy szűrőből és egy átviteli eszközből áll.
A vákuummal táplált üzemanyag-elosztócső végén található üzemanyagnyomás-szabályozó biztosítja, hogy az üzemanyagnyomás állandó legyen a szívónyomáshoz képest. Egy benzinmotor esetében az üzemanyagnyomás általában 2-3,5 atmoszféra (200-350 kPa, 35-50 PSI (font per négyzethüvelyk)) nagyságrendű. Az üzemanyag-befecskendezők a motorhoz vannak csatlakoztatva, de szelepeik zárva maradnak mindaddig, amíg az ECU lehetővé teszi, hogy üzemanyagot küldjenek a hengerekbe.
De mi történik, ha a motornak üzemanyagra van szüksége? Itt jön képbe az injektor. Az injektoroknak általában két érintkezője van: az egyik érintkező az akkumulátorhoz csatlakozik a gyújtás relén keresztül, a másik érintkező pedig az ECU-hoz megy. Az ECU pulzáló jeleket küld az injektornak. A mágnesnek köszönhetően, amelyre ilyen pulzáló jeleket küldenek, a befecskendező szelep kinyílik, és bizonyos mennyiségű üzemanyag kerül a fúvókába. Mivel a befecskendező szelep nyomása nagyon magas (a fent megadott érték), a nyitott szelep nagy sebességgel vezeti az üzemanyagot a befecskendező fúvókába. Az az időtartam, ameddig a befecskendező szelep nyitva van, befolyásolja, hogy mennyi üzemanyag kerül a hengerbe, és ez az időtartam ennek megfelelően függ az impulzus szélességétől (azaz attól, hogy az ECU mennyi ideig küldi a jelet az injektornak).
Amikor a szelep kinyílik, az üzemanyag befecskendező szelep üzemanyagot küld a fúvókán keresztül, amely a folyékony üzemanyagot köddé porlasztja közvetlenül a hengerbe. Az ilyen rendszert ún közvetlen befecskendező rendszer. A porlasztott üzemanyagot azonban nem lehet közvetlenül a hengerekhez juttatni, hanem először a szívócsonkokhoz.
Hogyan működik az injektor?
De hogyan határozza meg az ECU, hogy jelenleg mennyi üzemanyagot kell a motorhoz szállítani? Amikor a vezető megnyomja a gázpedált, valójában a pedálnyomás mértékével kinyitja a fojtószelepet, amelyen keresztül levegő jut a motorba. Így nyugodtan nevezhetjük a gázpedált a motor „levegőellátásának szabályozójának”. Tehát az autó számítógépét többek között a fojtószelep nyitási értéke vezérli, de nem korlátozódik erre a mutatóra - sok érzékelőről olvas információt, és tudjunk meg mindegyikről!
Levegőtömeg-érzékelő
Először is, a Mass Air Flow (MAF) érzékelő érzékeli, hogy mennyi levegő jut be a fojtószelepházba, és elküldi ezt az információt az ECU-nak. Az ECU ezen információk alapján dönti el, hogy mennyi üzemanyagot fecskendezzen be a hengerekbe, hogy a keverék ideális arányban maradjon.
Fojtószelep helyzet érzékelő
A számítógép folyamatosan ezt az érzékelőt használja a fojtószelep helyzetének ellenőrzésére, és így tudja, hogy mennyi levegő áramlik át a légbeömlőn, hogy szabályozza a befecskendezőknek küldött impulzust, biztosítva, hogy a megfelelő mennyiségű üzemanyag kerüljön a rendszerbe.
Oxigén érzékelő
Ezenkívül az ECU az O2-érzékelőt használja annak megállapítására, hogy mennyi oxigén van a jármű kipufogógázaiban. A kipufogógázok oxigéntartalma jelzi, milyen jól ég az üzemanyag. Az ECU két érzékelő – oxigén- és légtömegáram – kapcsolódó adatait felhasználva figyeli a motorhengerek égésterébe szállított üzemanyag-levegő keverék telítettségét is.
Főtengely helyzetérzékelő
Talán ez az üzemanyag-befecskendező rendszer fő érzékelője - ettől az ECU megismeri a motor fordulatszámát egy adott időpontban, és beállítja a betáplált üzemanyag mennyiségét a fordulatok számától függően, és természetesen, a gázpedál helyzete.
Ez a három fő érzékelő, amelyek közvetlenül és dinamikusan befolyásolják a befecskendező szelepbe, majd a motorba szállított üzemanyag mennyiségét. De számos más érzékelő is létezik:
- Feszültségérzékelőre van szükség az autó elektromos hálózatában, hogy az ECU megértse, mennyire lemerült az akkumulátor, és szükséges-e növelni a sebességet a töltéshez.
- Hűtőfolyadék hőmérséklet-érzékelő - az ECU növeli a fordulatok számát, ha a motor hideg, és fordítva, ha a motor meleg.
A benzinmotorok közvetlen üzemanyag-befecskendező rendszere ma a legfejlettebb és legmodernebb megoldást jelenti. A közvetlen befecskendezés fő jellemzője, hogy az üzemanyagot közvetlenül a hengerekbe juttatják.
Emiatt ezt a rendszert gyakran közvetlen üzemanyag-befecskendezésnek is nevezik. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a közvetlen befecskendezésű motor működését, valamint azt, hogy milyen előnyei és hátrányai vannak egy ilyen kialakításnak.
Olvassa el ebben a cikkben
Közvetlen üzemanyag-befecskendezés: közvetlen befecskendező rendszer kialakítása
Mint fentebb említettük, az ilyen típusú üzemanyagot közvetlenül a motor égésterébe táplálják. Ez azt jelenti, hogy az injektorok nem permeteznek be benzint, ami után az üzemanyag-levegő keverék belép a hengerbe, hanem közvetlenül az égéstérbe fecskendezik be az üzemanyagot.
Elkészültek az első közvetlen befecskendezéses benzinmotorok. Ezt követően a rendszer széles körben elterjedt, aminek eredményeként ma egy ilyen üzemanyag-ellátó rendszer számos jól ismert autógyártó kínálatában található.
Például a VAG konszern számos Audi és Volkswagen modellt mutatott be atmoszférikus és turbófeltöltős motorokkal, amelyek közvetlen üzemanyag-befecskendezést kaptak. Közvetlen befecskendezésű motorokat a BMW, a Ford, a GM, a Mercedes és még sokan mások is gyártanak.
A közvetlen üzemanyag-befecskendezés a rendszer magas hatásfoka (körülbelül 10-15% az elosztott befecskendezéshez képest), valamint a munkakeverék hengerekben való teljesebb égése és a kipufogógázok mérsékeltsége miatt vált ilyen széles körben elterjedtté.
Közvetlen befecskendező rendszer: tervezési jellemzők
Vegyük tehát példaként az FSI motort az úgynevezett „rétegzett” befecskendezéssel. A rendszer a következő elemeket tartalmazza:
- nagynyomású áramkör;
- benzin;
- nyomásszabályozó;
- üzemanyag-elosztó;
- nagynyomású érzékelő;
- injekciós fúvókák;
Kezdjük az üzemanyag-szivattyúval. Ez a szivattyú nagy nyomást hoz létre, amely alatt az üzemanyag az üzemanyag-elosztócsőhöz, valamint a befecskendező szelepekhez jut. A szivattyú dugattyús (lehet több dugattyú, vagy egy a forgó típusú szivattyúkban), és a szívó vezérműtengely hajtja.
Az RTD (üzemanyagnyomás-szabályozó) a szivattyúba van beépítve, és felelős az üzemanyag adagolt adagolásáért, amely megfelel a befecskendező szelep befecskendezésének. Tüzelőanyag-elosztócsőre (üzemanyag-elosztócső) van szükség az üzemanyag elosztásához az injektorokhoz. Ezenkívül ennek az elemnek a jelenléte lehetővé teszi az üzemanyag nyomáslökések (pulzációi) elkerülését az áramkörben.
Egyébként az áramkör egy speciális biztonsági szelepet használ, amely a sínben található. Erre a szelepre azért van szükség, hogy elkerüljük a túl magas üzemanyagnyomást, és ezáltal megóvjuk a rendszer egyes elemeit. Nyomásnövekedés fordulhat elő annak következtében, hogy az üzemanyag hajlamos kitágulni melegítéskor.
A nagynyomás-érzékelő egy olyan eszköz, amely az üzemanyag-elosztócsőben lévő nyomást méri. Az érzékelő jeleit továbbítják, ami viszont képes megváltoztatni a nyomást az üzemanyag-elosztócsőben.
Ami a befecskendező fúvókát illeti, az elem biztosítja az üzemanyag időben történő ellátását és porlasztását az égéstérben a szükséges üzemanyag-levegő keverék létrehozásához. Vegye figyelembe, hogy a leírt folyamatok kontroll alatt mennek végbe. A rendszer különféle érzékelők csoportjával, elektronikus vezérlőegységgel, valamint működtetőkkel rendelkezik.
Ha a közvetlen befecskendező rendszerről beszélünk, akkor a nagy üzemanyagnyomás-érzékelővel együtt a következőket használják a működéséhez: , DPRV, levegő hőmérséklet érzékelő a szívócsőben, hűtőfolyadék hőmérséklet érzékelő stb.
Ezen érzékelők működésének köszönhetően az ECU megkapja a szükséges információkat, majd az egység jeleket küld a működtetőknek. Ez lehetővé teszi a mágnesszelepek, injektorok, biztonsági szelepek és számos egyéb elem összehangolt és pontos működését.
Hogyan működik a közvetlen üzemanyag-befecskendező rendszer?
A közvetlen befecskendezés fő előnye a különböző típusú keverékképzési képesség. Más szóval, egy ilyen energiarendszer képes rugalmasan megváltoztatni a működő üzemanyag-levegő keverék összetételét, figyelembe véve a motor működési módját, hőmérsékletét, a belső égésű motor terhelését stb.
Meg kell különböztetni a rétegenkénti keverékképződést, a sztöchiometrikus és homogén. Ez a keverékképzés az, amely végső soron a leghatékonyabb üzemanyag-fogyasztást teszi lehetővé. A keverék mindig kiváló minőségűnek bizonyul, függetlenül a belső égésű motor működési módjától, a benzin teljesen leég, a motor erősebbé válik, és ezzel egyidejűleg a kipufogógáz toxicitása csökken.
- A rétegenkénti keverékképzés akkor aktiválódik, ha a motor terhelése alacsony vagy közepes, és a főtengely fordulatszáma alacsony. Egyszerűen fogalmazva, az ilyen módokban a keverék valamivel soványabb, hogy pénzt takarítson meg. A sztöchiometrikus keverékképzés során olyan keveréket készítünk, amely könnyen gyúlékony anélkül, hogy túl gazdag lenne.
- A homogén keverékképzés lehetővé teszi az úgynevezett „teljesítmény” keverék előállítását, amelyre nagy motorterhelés esetén van szükség. A sovány homogén keverékkel a további pénzmegtakarítás érdekében a tápegység átmeneti üzemmódban működik.
- Ha a rétegkeverék üzemmód be van kapcsolva, a fojtószelep tárva-nyitva van, míg a szívószelepek zárva vannak. A levegő nagy sebességgel kerül az égéstérbe, ami turbulenciát okoz a légáramlásban. Az üzemanyag befecskendezése a kompressziós löket vége felé történik, a befecskendezés a gyújtógyertya helyére kerül.
Röviddel azelőtt, hogy szikra megjelenik a gyújtógyertyán, tüzelőanyag-levegő keverék képződik, amelyben a levegőfelesleg aránya 1,5-3. A keveréket ezután egy szikra meggyújtja, miközben elegendő mennyiségű levegő marad a gyújtási zóna körül. Ez a levegő hőszigetelőként működik.
Ha homogén sztöchiometrikus keverékképződést vesszük figyelembe, ez a folyamat akkor megy végbe, amikor a szívócsapok nyitva vannak, miközben a fojtószelep is nyitva van ilyen vagy olyan szögben (a gázpedál nyomásának mértékétől függően).
Ebben az esetben az üzemanyagot a szívólöket során fecskendezik be, ami homogén keveréket eredményez. A felesleges levegő együtthatója az egységhez közeli. Ez a keverék könnyen meggyullad és teljesen leég az égéstér teljes térfogatában.
Sovány, homogén keverék jön létre, ha a fojtószelep teljesen nyitva van, és a szívószelepek zárva vannak. Ebben az esetben a levegő aktívan mozog a hengerben, és az üzemanyag-befecskendezés a szívólöket során történik. Az ECM a felesleges levegőt 1,5 értéken tartja.
A tiszta levegőn kívül kipufogógázok is hozzáadhatók. Ez a munkának köszönhetően történik. Ennek eredményeként a kipufogógáz ismét „kiég” a hengerekben anélkül, hogy a motort károsítaná. Ugyanakkor csökken a káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának szintje.
mi az eredmény?
Mint látható, a közvetlen befecskendezés nemcsak az üzemanyag-fogyasztást, hanem a jó motorteljesítményt is lehetővé teszi mind alacsony, mind közepes, mind nagy terhelésű üzemmódokban. Más szóval, a közvetlen befecskendezés azt jelenti, hogy a keverék optimális összetétele a belső égésű motor minden üzemmódjában megmarad.
Ami a hátrányokat illeti, a közvetlen befecskendezés egyetlen hátránya a javítás során megnövekedett bonyolultság és a pótalkatrészek ára, valamint a rendszer nagy érzékenysége az üzemanyag minőségére, valamint az üzemanyag- és légszűrők állapotára.
Olvassa el is
Az injektor felépítése és működési rajza. Az injektor előnyei és hátrányai a karburátorhoz képest. Gyakoriak a befecskendező energiarendszerek meghibásodásai. Hasznos tippek.
A benzines erőművekkel felszerelt modern autókban az energiarendszer működési elve hasonló a dízelmotoroknál használthoz. Ezekben a motorokban két részre oszlik - szívóra és befecskendezésre. Az első levegőellátást biztosít, a második pedig üzemanyagot. De a tervezés és a működési jellemzők miatt a befecskendezés működése jelentősen eltér a dízelmotoroknál használtaktól.
Vegye figyelembe, hogy a dízel- és benzinmotorok befecskendezési rendszerei közötti különbség egyre inkább törlődik. A legjobb minőség elérése érdekében a tervezők tervezési megoldásokat kölcsönöznek, és alkalmazzák azokat különböző típusú villamosenergia-rendszerekhez.
A befecskendező rendszer kialakítása és működési elve
A benzinmotorok befecskendező rendszereinek második neve befecskendezés. Fő jellemzője az üzemanyag pontos adagolása. Ezt fúvókák használatával érik el a tervezésben. A motor befecskendező berendezése két összetevőből áll - végrehajtó és vezérlő.
A végrehajtó rész feladata a benzin ellátása és permetezése. Nem tartalmaz sok összetevőt:
- Szivattyú (elektromos).
- Szűrőelem (finomszűrő).
- Üzemanyag vezetékek.
- Rámpa.
- Injektorok.
De ezek csak a fő összetevők. A végrehajtó komponens számos további alkatrészt és alkatrészt tartalmazhat - nyomásszabályozót, rendszert a felesleges benzin elvezetésére, adszorbert.
Ezeknek az elemeknek a feladata az üzemanyag előkészítése és annak biztosítása a befecskendezéshez használt befecskendezőkhöz.
A végrehajtó komponens működési elve egyszerű. Amikor elfordítja a gyújtáskulcsot (egyes modelleken - amikor kinyitja a vezetőoldali ajtót), bekapcsol az elektromos szivattyú, amely benzint pumpál, és feltölti a fennmaradó elemeket. Az üzemanyag megtisztul, és az üzemanyag-vezetékeken keresztül a befecskendező szelepeket összekötő rámpába áramlik. A szivattyú miatt az üzemanyag az egész rendszerben nyomás alatt van. De az értéke alacsonyabb, mint a dízelmotoroké.
Az injektorok nyitása a vezérlőrészből származó elektromos impulzusok hatására történik. Az üzemanyag-befecskendező rendszer ezen összetevője egy vezérlőegységből és egy sor nyomkövető eszközből - érzékelőkből áll.
Ezek az érzékelők figyelik a kijelzőket és a működési paramétereket - a főtengely forgási sebességét, a betáplált levegő mennyiségét, a hűtőfolyadék hőmérsékletét, a fojtószelep helyzetét. A mért értékek a vezérlőegységhez (ECU) kerülnek. Ezeket az információkat összeveti a memóriában tárolt adatokkal, amelyek alapján meghatározza az injektorokhoz továbbított elektromos impulzusok hosszát.
Az üzemanyag-befecskendező rendszer vezérlő részében használt elektronika szükséges ahhoz, hogy kiszámítsa azt az időt, ameddig a befecskendező szelepnek ki kell nyitnia a tápegység adott üzemmódjában.
Az injektorok típusai
De vegye figyelembe, hogy ez a benzinmotor ellátórendszerének általános kialakítása. De több injektort fejlesztettek ki, és mindegyiknek megvan a maga kialakítása és működési jellemzői.
A motor befecskendező rendszereit autókon használják:
- központi;
- megosztott;
- közvetlen.
A központi befecskendezés az első injektornak tekinthető. Különlegessége, hogy egyetlen befecskendezőt használnak, amely minden hengernél egyszerre fecskendezte be a benzint a szívócsonkba. Kezdetben mechanikus volt, és nem használtak elektronikát a tervezésben. Ha figyelembe vesszük a mechanikus befecskendező szerkezetét, akkor ez hasonlít a karburátoros rendszerhez, azzal a különbséggel, hogy a karburátor helyett mechanikus hajtású fúvókát alkalmaztak. Idővel a központi betáplálást elektronikussá tették.
Most ezt a típust nem használják számos hátrány miatt, amelyek közül a fő az üzemanyag egyenetlen eloszlása a hengerek között.
Az elosztott befecskendezés jelenleg a legelterjedtebb rendszer. Az ilyen típusú injektor kialakítását fentebb ismertettük. Különlegessége, hogy minden hengernek saját üzemanyag-befecskendezője van.
Az ilyen típusú kialakításnál az injektorok a szívócsonkba vannak beszerelve, és a hengerfej mellett helyezkednek el. Az üzemanyag hengerek közötti elosztása lehetővé teszi a pontos benzinadagolás biztosítását.
A közvetlen befecskendezés ma a legfejlettebb benzinellátás. Az előző két típusnál az áthaladó légáramba benzint vezettek, és a szívócsonkban kezdett el keveredni. Ugyanennek a befecskendezőnek a kialakítása a dízel befecskendező rendszert másolja.
A közvetlen betáplálású befecskendezőben a fúvóka fúvókák az égéstérben helyezkednek el. Ennek eredményeként a levegő-üzemanyag keverék komponensei külön-külön kerülnek a hengerekbe, és magában a kamrában keverednek össze.
Ennek az injektornak az a sajátossága, hogy a benzin befecskendezéséhez nagy üzemanyagnyomás szükséges. Létrehozását pedig egy további egység biztosítja a végrehajtó rész eszközéhez - egy nagynyomású szivattyú.
Dízelmotorok energiarendszerei
A dízelrendszereket pedig modernizálják. Ha korábban mechanikus volt, most a dízelmotorok elektronikus vezérléssel vannak felszerelve. Ugyanazokat az érzékelőket és vezérlőegységet használja, mint egy benzinmotor.
Jelenleg háromféle dízel befecskendezést használnak az autókban:
- Elosztó befecskendező szivattyúval.
- Common Rail.
- Szivattyús befecskendezők.
A benzinmotorokhoz hasonlóan a dízel befecskendezés kialakítása egy végrehajtó és vezérlő részből áll.
A végrehajtó rész sok eleme megegyezik az injektorokéval - tartály, üzemanyag-vezetékek, szűrőelemek. De vannak olyan alkatrészek is, amelyek nem találhatók a benzinmotorokon - üzemanyag-feltöltő szivattyú, befecskendező szivattyú, vezetékek az üzemanyag nagy nyomás alatt történő szállítására.
A dízelmotorok mechanikus rendszereiben soros befecskendező szivattyúkat alkalmaztak, amelyekben az egyes befecskendező szelepek üzemanyagnyomását saját külön dugattyúpár hozta létre. Az ilyen szivattyúk nagyon megbízhatóak voltak, de terjedelmesek. A befecskendezési időzítést és a befecskendezett gázolaj mennyiségét szivattyú szabályozta.
Az elosztó befecskendező szivattyúval felszerelt motoroknál a szivattyú kialakítása csak egy dugattyúpárt használ, amely üzemanyagot pumpál az injektorokhoz. Ez az egység kompakt méretű, de élettartama alacsonyabb, mint a soros egységeké. Ezt a rendszert csak személyszállító járműveken használják.
A Common Rail az egyik leghatékonyabb dízelmotor-befecskendező rendszernek számít. Általános koncepciója nagyrészt egy külön takarmány-injektorból származik.
Egy ilyen dízelmotorban az ellátás megkezdésének pillanatát és az üzemanyag mennyiségét az elektronikus alkatrész „kezeli”. A nagynyomású szivattyú feladata csak a gázolaj szivattyúzása és a magas nyomás létrehozása. Ráadásul a dízel üzemanyagot nem közvetlenül a befecskendezőkhöz, hanem a befecskendező szelepeket összekötő rámpába vezetik.
A szivattyú befecskendezők egy másik típusú dízel befecskendezés. Ebben a kialakításban nincs üzemanyag-befecskendező szivattyú, és a dízel üzemanyag nyomását létrehozó dugattyúpárok a befecskendező berendezésben találhatók. Ez a tervezési megoldás lehetővé teszi a legmagasabb üzemanyag-nyomásértékek létrehozását a dízel egységek meglévő befecskendezési típusai közül.
Végezetül megjegyezzük, hogy a motor befecskendezésének típusaira vonatkozó információk itt általában megtalálhatók. Az ilyen típusok kialakításának és jellemzőinek megértése érdekében ezeket külön kell figyelembe venni.
Videó: Üzemanyag-befecskendező rendszer vezérlése
