Д. Соснин

Почнуваме да објавуваме написи за модерни системи за вбризгување гориво за бензински мотори со внатрешно согорување на патнички автомобили.

1. Прелиминарни забелешки

Снабдување со гориво на бензински мотори на модерни Автомобилиимплементиран со користење на системи за инјектирање. Овие системи, според принципот на работа, обично се поделени во пет главни групи (сл. 1): K, Mono, L, M, D.

2. Предности на системите за инјектирање

Мешавината воздух-гориво (ТВ-мешавина) се доставува од карбураторот до цилиндрите на моторот со внатрешно согорување (ICE) преку долгите цевки за довод на колектор. Должината на овие цевки до различни цилиндри на моторот не е иста, а во самиот колектор има нерамномерно загревање на ѕидовите, дури и на целосно загреан мотор (сл. 2).

Ова води до фактот дека од хомогена ТВ смеса создадена во карбураторот, различни цилиндриМоторите со внатрешно согорување произведуваат нееднакви полнења за воздух-гориво. Како резултат на тоа, моторот не ја испорачува својата дизајнерска моќ, рамномерност на вртежниот момент, потрошувачката на гориво и количината на штетни материиво издувните гасовизголемување.

Многу е тешко да се справите со овој феномен кај моторите со карбура. Исто така, треба да се забележи дека модерен карбуратор работи на принципот на атомизација, во кој бензинот се атомизира во проток на воздух вшмукан во цилиндрите. Во овој случај, се формираат прилично големи капки гориво (слика 3, а),

Тоа не обезбедува висококвалитетно мешање на бензин и воздух. Лошото мешање и големите капки го олеснуваат таложењето на бензинот на ѕидовите на доводниот колектор и на ѕидовите на цилиндрите за време на апсорпцијата на смесата од ТВ. Но, кога бензинот е принуден да се испрска под притисок преку калибрирана млазница за инјектор, честичките од горивото може да бидат многу помали отколку кога бензинот се прска за време на прскањето (сл. 3, б). Бензинот особено ефикасно се прска со тесен зрак под висок притисок (сл. 3, в).

Утврдено е дека кога бензинот се прска во честички со дијаметар помал од 15-20 μm, неговото мешање со кислородот во воздухот не се случува како честичка што тежи, туку на молекуларно ниво. Ова ја прави ТВ-мешавината поотпорна на промените на температурата и притисокот во цилиндерот и цевките на долгите доводни колектори, што придонесува за поцелосно согорување.

Така, се роди идејата да се заменат прскалките на механички инертен карбуратор со централна млазница за вбризгување без инерција (CFI), која се отвора однапред одредено време според сигналот за контрола на електричен пулс од единицата за електронска автоматизација. Во исто време, покрај висококвалитетната атомизација и ефикасното мешање на бензинот со воздухот, лесно е воопшто да се добие поголема точност на нивното дозирање во ТВ смесата. можни режими ICE работа.

Така, поради употребата на систем за снабдување со гориво со вбризгување бензин, моторите на современите патнички автомобили ги немаат горенаведените недостатоци својствени за моторите со карбуратор, т.е. тие се поекономични, имаат поголема специфична моќност, одржуваат постојан вртежен момент во широк опсег на брзини, а емисијата на штетни материи во атмосферата со издувните гасови е минимална.

3. Систем за вбризгување на бензин „Mono-Jetronic“

За прв пат, системот за централно импулсно вбризгување на гориво во една точка за бензински мотори на патнички автомобили беше развиен од BOSCH во 1975 година. Овој систем беше наречен „Mono-Jetronic“ (Monojet - еден млаз) и беше инсталиран на автомобил Фолксваген.

На сл. 4 ја прикажува централната единица за вбризгување на системот "Mono-Jetronic". Сликата покажува дека централната млазница за вбризгување (CFI) е инсталирана на стандарден доводен колектор наместо конвенционален карбуратор.

Но, за разлика од карбураторот, во кој автоматското формирање на смесата се спроведува со механичка контрола, чисто електронска контрола се користи во системот за моно вбризгување.

На сл. 5 покажува поедноставен функционален дијаграм„Моно-џетроник“ системи.

Електронската контролна единица (ECU) работи од влезните сензори 1-7, кои ја снимаат моменталната состојба и режимот на работа на моторот. Врз основа на комбинацијата на сигнали од овие сензори и користејќи информации од тридимензионалните карактеристики на вбризгување, ECU го пресметува почетокот и времетраењето на отворената состојба на централниот инјектор 15.

Врз основа на пресметаните податоци во ECU, се генерира сигнал за контрола на електричниот импулс S за дигиталниот филтер. Овој сигнал делува на намотката 8 на магнетниот електромагнет на инјекторот, стоп вентил 11 кој се отвора, а преку прскалката 12, бензинот насилно се прска под притисок од 1,1 бари во линијата за снабдување со гориво 19 во всисен колекторпреку отворено вентил за гас 14.

Со дадени димензии на дијафрагмата на вентилот за гас и калибрираниот дел на прскалката за прскање, масената количина на воздух што се пропушта во цилиндрите се одредува според степенот на отворање на вентилот за гас, а масената количина на бензин што се вбризгува во протокот на воздух се одредува со времетраењето на отворената состојба на млазницата и зголемениот (работен) притисок во линијата за снабдување со гориво 19.

За да може бензинот да изгори целосно и најефикасно, масите на бензин и воздух во ТВ смесата мора да бидат во строго дефиниран сооднос, еднаков на 1/14,7 (за високооктански квалитети на бензин). Овој сооднос се нарекува стехиометриски и одговара на коефициентот a на вишокот воздух, еднакво на еден. Коефициентот a = Md/M0, каде што M0 е количината на воздушна маса теоретски потребна за целосно согорување на даден дел од бензинот, а Md е масата на реално изгорениот воздух.

Од ова е јасно дека во секој систем за вбризгување гориво мора да има мерач за масата на воздухот што се внесува во цилиндрите на моторот за време на вшмукувањето.

Во системот "Mono-Jetronic", воздушната маса се пресметува во ECU според отчитувањата на два сензори (види слика 4): температура на влезниот воздух (AAT) и позиција на гас (TPP). Првиот се наоѓа директно на патеката за проток на воздух на врвот на централната млазница за вбризгување и е минијатурен полупроводнички термистор, а вториот е отпорен потенциометар, чиј мотор е монтиран на ротационата оска (PDA) на гасот.

Бидејќи специфичната аголна положба на вентилот за гас одговара на строго дефинирана волуметриска количина на поминат воздух, потенциометарот за гас врши функција на мерач на проток на воздух. Во системот „Mono-Jetronic“ тој е и сензор за оптоварување на моторот.

Но, масата на внесениот воздух во голема мера зависи од температурата. Ладниот воздух е погуст и затоа потежок. Како што се зголемува температурата, густината на воздухот и неговата маса се намалуваат. Ефектот на температурата го зема предвид DTV сензорот.

Сензорот за температура на влезниот воздух DTV, како полупроводнички термистор со негативен температурен коефициент на отпор, ја менува вредноста на отпорот од 10 на 2,5 kOhm кога температурата се менува од -30 на +20°C. Сигналот на сензорот DTV се користи само во такви температурен опсег. Во овој случај, основното времетраење на вбризгувањето на бензинот се коригира со ECU во опсег од 20...0%. Ако температурата на влезниот воздух е над + 20 ° C, тогаш сигналот на сензорот DTV е блокиран во ECU и сензорот не се користи.

Сигналите од сензорите за позиција на гас (DPD) и температурата на влезниот воздух (DTV) во случај на нивни дефекти се дуплираат во ECU со сигналите на сензорите за брзина (DOD) и температурата на течноста за ладење на моторот (DTD).

Волуменот на воздухот пресметан во ECU и сигналот за брзина на моторот од сензорот за брзина на палење го одредуваат саканото (основно) време на отворање на централната млазница за вбризгување.

Бидејќи зголемениот притисок Pt во линијата за снабдување со гориво (PBM) е константен (за „Mono-Jetronic“ Pt = 1 ... инјектираниот бензин. Моментот на вбризгување (на слика 5, сигналот од сензорот DMV) обично се поставува истовремено со сигналот за запалување на ТВ смесата од системот за палење (преку 180° ротација на коленестото вратило на моторот).

Така, со електронска контрола на процесот на формирање на смесата, обезбедувањето висока точност на дозирање на инјектираниот бензин во измерена количина на воздушна маса е лесно решен проблем и, во крајна линија, точноста на дозирањето не се одредува со електронска автоматизација, туку со прецизност на производството и функционална сигурност на влезните сензори и млазницата за вбризгување.

На сл. 6 го прикажува главниот дел од системот "Mono-Jetronic" - централната млазница за инјектирање (CFI).

Централната млазница за вбризгување е вентил за гас што се отвора со електричен импулс од електронската контролна единица. За да го направите ова, млазницата има електромагнетен соленоид 8 со подвижно магнетно јадро 14. Главниот проблем во создавањето вентили за импулсно вбризгување е потребата да се обезбеди голема брзина на одговор на уредот за исклучување 9 на вентилот и за отворање и затворање. Решението на проблемот се постигнува со осветлување на магнетното јадро на електромагнет, зголемување на струјата во сигналот за контрола на пулсот, избирање на еластичноста на повратната пружина 13, како и обликот на површините за заземјување за прскалката 10.

Млазницата на млазницата (слика 6, а) е направена во форма на приклучок од капиларни тубули, чиј број е обично најмалку шест. Аголот на врвот на штекерот се поставува со отворот на млазот за инјектирање, кој има облик на инка. Со оваа форма, млазот бензин не удира во гасот ни со својот мал отвор, туку лета во две тенки полумесечини на отворениот отвор.

Централната прскалка на системот „Mono-Jetronic“ сигурно обезбедува минимално времетраење на отворената состојба на прскалката 11 во рамките на 1 ± 0,1 ms. За тоа време и при работен притисок од 1 бари, околу еден милиграм бензин се инјектира преку прскалка со површина од 0,08 mm2. Ова одговара на потрошувачката на гориво од 4 l/h при минимална брзина на мирување (600 вртежи во минута) на топол мотор. При палење и загревање ладен мотор, инјекторот се отвора подолго време (до 5...7 ms). Но, од друга страна, максималното времетраење на вбризгувањето на топол мотор (време на отворена состојба на инјекторот) е ограничено со максималната брзина на коленестото вратило на моторот (6500 ... 7000 min-1) во режим на полн гас и не може да биде повеќе од 4 ms. Во овој случај, часовната фреквенција на работа на уредот за заклучување на инјекторот во мирување не е помала од 20 Hz, а при целосно оптоварување - не повеќе од 200...230 Hz.

Со посебно внимание, сензорот за позиција на гас DPD (потенциометар на гас), прикажан на сл. 7. Неговата чувствителност на ротацијата на моторот мора да го исполни барањето од ± 0,5 аголни степени на ротација на оската 13 на гасот. Според строгата аголна положба на оската на гас, се одредуваат почетоците на два режима на работа на моторот: режим на мирување (3 ± 0,5 °) и режим на целосно оптоварување (72,5 ± 0,5 °).

За да се обезбеди висока точност и сигурност, резистивните траки на потенциометарот, од кои има четири, се поврзани според колото прикажано на сл. 7, б, а оската на лизгачот на потенциометарот (лизгач со две иглички) е поставена во тефлонско лежиште без удари.

Потенциометарот и ECU се поврзани едни со други со четири-жичен кабел преку конектор. За да се зголеми доверливоста на врските, контактите во конекторот и во чипот на потенциометарот се позлатени. Контактите 1 и 5 се дизајнирани да напојуваат референтен напон од 5 ± 0,01 V. Контакти 1 и 2 - за отстранување на напонот на сигналот кога вентилот за гас е свртен под агол од 0 до 24 ° (0 ... 30 - режим на мирување 3.. .24° - режим на мало оптоварување на моторот). Контакти 1 и 4 - за отстранување на напонот на сигналот кога вентилот за гас е свртен под агол од 18 до 90 ° (18 ... 72,5 ° - режим на средно оптоварување, 72,5 ... 90 ° - режим на целосно оптоварување на моторот).

Дополнително се користи сигналниот напон од потенциометарот за гас:
за збогатување на ТВ смесата при забрзување на автомобилот (се снима брзината на промена на сигналот од потенциометарот);
за збогатување на ТВ смесата во режим на целосно оптоварување (вредноста на сигналот од потенциометарот се снима по 72,5 ° вртење на гасот нагоре);
за да се запре вбризгувањето гориво во режимот на принуден лер (се снима сигнал за потенциометар ако аголот на отворање на вентилот за гас е помал од 3 °. Во исто време, брзината на моторот W се следи: ако W> 2100 мин-1, тогаш горивото снабдувањето е прекинато и повторно обновено на В
Интересна карактеристикаСистемот за вбризгување „Моно-џетроник“ е присуството во неговиот состав на потсистем за стабилизирање на брзината на мирување со помош на електричен серво-погон што делува на оската на гас (сл. 8). Електричниот сервомотор е опремен со обратен електричен мотор 11 DC.

Серво-погонот се активира во режим на мирување и, заедно со колото за исклучување на регулаторот за тајмингот на палењето во вакуум (стабилизација во празен òд - Сл. 2), обезбедува стабилизација на брзината на моторот во овој режим.

Таквиот потсистем за стабилизација во мирување работи на следниов начин.

Кога аголот на отворен гас е помал од 3°, сигналот K (види слика 9)

Тоа е сигнал за режимот на мирување за ECU (граничниот прекинувач VK е затворен со серво шипката). На овој сигнал, пневматскиот вентил за исклучување на ZPK се активира и вакуумскиот канал од зоната на гас на доводниот колектор до регулаторот за вакуум BP е блокиран. Вакуум регулатород тој момент, не работи и времето на палење станува еднакво на вредноста на аголот на поставување (6 ° до TDC). Во исто време, моторот работи стабилно во празен од. Ако во тоа време клима уредот или друг моќен потрошувач на енергија на моторот (на пример, фарови долго светлоиндиректно преку генераторот), тогаш неговата брзина почнува да опаѓа. Моторот може да застане. За да се спречи тоа да се случи, по наредба на електронско колоконтрола на мирување (ESHH) во контролерот, вклучен е електричното серво, што малку го отвора вентилот за гас. Вртежите во минута се зголемуваат до номиналната вредност за дадена температура на моторот. Јасно е дека кога товарот се отстранува од моторот, неговата брзина се намалува до норма со истиот електричен серво погон.

ECU на системот „Mono-Jetronic“ има MCP микропроцесор (види слика 5) со постојана и меморија за случаен пристап (мемориски блок). Референтната тродимензионална карактеристика за вбризгување (THV) е „поврзана“ во трајната меморија. Оваа карактеристика е донекаде слична на карактеристиката на тридимензионално палење, но се разликува по тоа што нејзиниот излезен параметар не е времето на палење, туку времето (времетраењето) на отворената состојба на централната млазница за вбризгување. Влезни координати на карактеристиката TXV се брзината на моторот (сигналот доаѓа од контролорот на системот за палење) и волуменот на влезниот воздух (пресметано од микропроцесорот во компјутерот за вбризгување). Референтната карактеристика на TXV содржи референтни (основни) информации за стехиометрискиот сооднос на бензинот и воздухот во мешавината на ТВ при сите можни режими и услови на работа на моторот. Овие информации се избираат од мемориската меморија во микропроцесорот на ECU според влезните координати на карактеристиката TXV (според сигналите од сензорите DOD, DPD, DTV) и се коригираат според сигналите од сензорот за температура на течноста за ладење ( CTD) и сензор за кислород(КД).

За сензорот за кислород мора да се каже посебно. Неговото присуство во системот за инјектирање ви овозможува да го одржувате составот на ТВ-мешавината постојано во стехиометриски сооднос (a=1). Ова се постигнува со фактот дека ЦД-сензорот работи во длабоко адаптивно коло. повратни информацииод системот за издувни гасови до системот за снабдување со гориво (до системот за вбризгување).

Тој реагира на разликата во концентрацијата на кислород во атмосферата и во издувните гасови. Во суштина, сензорот KD е хемиски изворструја од прв вид (галванска ќелија) со цврст електролит (специјален саќе кермет) и висока (не пониска од 300°C) Работна температура. ЕМП на таков сензор речиси според чекор чекор зависи од разликата во концентрацијата на кислород на неговите електроди (облога од платина-радиум на различни страни на порозната керамика). Најголемата стрмност (разлика) на чекорот на ЕМП паѓа на вредноста a=1.

Сензорот KD се навртува во цевката на издувниот канал (на пример, во издувниот колектор) и неговата чувствителна површина (позитивна електрода) е во протокот издувните гасови. Над конецот за монтирање на сензорот има слотови преку кои надворешната негативна електрода комуницира со атмосферскиот воздух. Кај возилата со каталитички конвертор на гас, сензорот за кислород е инсталиран пред конверторот и има електричен калем за греење, бидејќи температурата на издувните гасови пред конверторот може да биде под 300 ° C. Покрај тоа, електричното загревање на сензорот за кислород ја забрзува неговата подготовка за работа.

Сензорот е поврзан со сигнални жици со компјутерот за инјектирање. Кога во цилиндрите ќе влезе посна смеса (a>1), тогаш концентрацијата на кислород во издувните гасови е малку повисока од стандардната (на a=1). Сензорот KD генерира низок напон (околу 0,1 V), а ECU го прилагодува времетраењето на вбризгувањето на бензинот во насока на негово зголемување врз основа на овој сигнал. Коефициентот a повторно се приближува до единството. Кога моторот работи на богата смеса, сензорот за кислород испушта напон од околу 0,9 V и работи обратно.

Интересно е да се забележи дека сензорот за кислород е вклучен во процесот на формирање смеса само во режимите на работа на моторот, во кои збогатувањето на ТВ смесата е ограничено со вредноста a > 0,9. Тоа се режими како што се оптоварување при мали и средни брзини и безделничењена топол мотор. Инаку, сензорот KD е исклучен (блокиран) во ECU и составот на ТВ смесата не е коригиран за концентрацијата на кислород во издувните гасови. Ова се случува, на пример, во режимите на палење и загревање на ладен мотор и во неговите присилни режими (забрзување и целосно оптоварување). Во овие режими, потребно е значително збогатување на ТВ смесата и, според тоа, работата на сензорот за кислород („притискање“ на коефициентот a до единство) е неприфатлива овде.

На сл. 10 е прикажан функционален дијаграм на системот за вбризгување "Mono-Jetronic" со сите негови компоненти.

Секој систем за вбризгување во неговиот потсистем за снабдување со гориво нужно содржи затворен прстен за гориво, кој започнува од резервоарот за гас и завршува таму. Тие вклучуваат: резервоар за гас BB, електрична пумпа за гориво EBN, фин филтер за гориво FTOT, дистрибутер на гориво RT (во системот Mono-Jetronic, ова е централната млазница за вбризгување) и регулатор на притисок RD, кој работи на принцип на вентил за испуштање кога е надминат наведениот работен притисок во затворениот прстен (за системот „Mono-Jetronic“ 1...1,1 бари).

Затворено прстен за горивоврши три функции:

Со помош на регулатор на притисок ја одржува потребната константа работен притисокза дистрибутер на гориво;

Со помош на пружинска дијафрагма во регулаторот на притисокот, тој одржува одреден преостанат притисок (0,5 бари) по исклучувањето на моторот, што го спречува создавањето на пареа и воздушни бравиво линиите за гориво кога моторот се лади;

Обезбедува ладење на системот за вбризгување поради постојаната циркулација на бензинот во затворено коло. Како заклучок, треба да се забележи дека системот „Моно-џетроник“ се користи само за патнички автомобили од класата на средна потрошувачка, како што се западногерманските автомобили: „Фолксваген-Пасат“, „Фолксваген-Поло“, „Ауди-80“ .
ПОПРАВКА&СЕРВИС-2"2000 г

Сега една од главните задачи на дизајнерските бироа на автопроизводителите е да создаваат електрани кои трошат што е можно повеќе енергија. помалку горивои испуштање на намалено количество на штетни материи во атмосферата. Во овој случај, сето тоа мора да се постигне со услов влијанието врз работните параметри (моќност, вртежен момент) да биде минимално. Тоа е, неопходно е да се направи моторот економичен, а во исто време моќен и со висок вртежен момент.

За да се постигне резултат, скоро сите компоненти и системи на енергетската единица се подложени на измени и подобрувања. Ова особено важи за електроенергетскиот систем, бидејќи токму таа е одговорна за протокот на гориво во цилиндрите. Најновиот развојво оваа насока се разгледува директно вбризгување гориво во коморите за согорување на електрана која работи на бензин.

Суштината на овој систем се сведува на посебно снабдување на компонентите на запаливата смеса - бензин и воздух во цилиндрите. Тоа е, принципот на неговото работење е многу сличен на работата дизел постројкикаде што формирањето на смесата се врши во коморите за согорување. Но бензинска единица, на кој е инсталиран систем за директно вбризгување, постојат голем број карактеристики на процесот на вбризгување на компонентите мешавина на гориво, неговото мешање и согорување.

Малку историја

Директното вбризгување не е нова идеја, има голем број примери во историјата каде се користел таков систем. Првата масовна употреба на овој тип на моторна моќ беше во авијацијата во средината на минатиот век. Се обидоа да го користат и на возила, но не беше широко користен. Системот од тие години може да се смета како еден вид прототип, бидејќи беше целосно механички.

Системот за директно вбризгување доби „втор живот“ во средината на 90-тите години на 20 век. Јапонците беа првите кои ги опремија своите автомобили со инсталации за директно вбризгување. Дизајниран во Агрегат Mitsubishiја доби ознаката GDI, што е кратенка за „Директно вбризгување на бензин“, што се нарекува директно вбризгување гориво. Малку подоцна, Тојота создаде свој мотор - D4.

Директно вбризгување гориво

Со текот на времето, моторите кои користат директно вбризгување се појавија од други производители:

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

Директното вбризгување не е посебен, сосема нов тип и му припаѓа системи за инјектирањеснабдување со гориво. Но, за разлика од неговите претходници, неговото гориво под притисок се вбризгува директно во цилиндрите, а не, како порано, во доводниот колектор, каде што бензинот се мешал со воздухот пред да се внесе во коморите за согорување.

Дизајн карактеристики и принцип на работа

Директното вбризгување на бензин во принцип е многу слично со дизелот. Дизајнот на таков систем за напојување има дополнителна пумпа, по што бензинот е веќе под притисок доставен до прскалките инсталирани во главата на цилиндерот со распрскувачи лоцирани во комората за согорување. Во потребниот момент, млазницата го снабдува горивото до цилиндерот, каде што воздухот веќе е испумпан низ доводниот колектор.

Дизајнот на овој електроенергетски систем вклучува:

• резервоар со вградена пумпа за полнење гориво;
• автопатиштата низок притисок;
• филтер елементи за прочистување на горивото;
• пумпа која создава зголемен притисок со инсталиран регулатор (пумпа за гориво под висок притисок);
• автопатиштата висок притисок;
• рампа со млазници;
• релјефни и сигурносни вентили.

Шема на системот за гориво со директно вбризгување

Целта на делови од елементите, како што се резервоар со пумпа и филтер, се опишани во други статии. Затоа, размислете за назначувањето на голем број јазли кои се користат само во системот за директно вбризгување.

Еден од главните елементи во овој систем е пумпата со висок притисок. Обезбедува гориво под значителен притисок на шината за гориво. Неговиот дизајн е различни производителиразлични - единечен или мулти-клип. Погонот се изведува од брегасти вратила.

Системот вклучува и вентили кои спречуваат притисокот на горивото во системот да ги надмине критичните вредности. Во принцип, прилагодувањето на притисокот се врши на неколку места - на излезот од пумпата под висок притисок со регулатор, кој е вклучен во дизајнот на пумпата за гориво под висок притисок. Има бајпас вентил кој го контролира притисокот на влезот во пумпата. Безбедносниот вентил го следи притисокот во шината.

Сè функционира вака: пумпата за полнење гориво од резервоарот доставува бензин до пумпата за гориво под висок притисок преку линијата за низок притисок, додека бензинот поминува низ фин филтер за гориво, каде што се отстрануваат големи нечистотии.

Паровите на клипот на пумпата создаваат притисок на горивото, кој, кога различни режимиРаботата на моторот варира од 3 до 11 MPa. Веќе под притисок, горивото влегува во шината преку линиите под висок притисок, кој се дистрибуира преку неговите млазници.

Работата на инјекторите се контролира со електронска контролна единица. Во исто време, тој се базира на читањата на многу сензори на моторот, по анализата на податоците, ги контролира инјекторите - моментот на вбризгување, количината на гориво и начинот на прскање.

Ако пумпата за гориво под висок притисок е снабдена со повеќе гориво отколку што е потребно, тогаш се активира бајпас вентилот, кој враќа дел од горивото во резервоарот. Исто така, дел од горивото се фрла во резервоарот во случај на вишок притисок во шината, но тоа веќе го прави сигурносен вентил.

директно инјектирање

Видови на мешање

Користејќи директно вбризгување гориво, инженерите успеаја да ја намалат потрошувачката на бензин. И сè се постигнува со можноста за користење на неколку видови на формирање смеса. Односно, под одредени работни услови на електраната, се снабдува сопствен тип на мешавина. Згора на тоа, системот го контролира и управува не само снабдувањето со гориво, за да се обезбеди еден или друг вид на формирање мешавина, исто така е поставен одреден начин на снабдување со воздух на цилиндрите.

Севкупно, директното вбризгување може да обезбеди два главни типа смеса во цилиндрите:

• Слоевит;
• Стоихиометриски хомогена;

Ова ви овозможува да изберете мешавина која, со одредена работа на моторот, ќе обезбеди најголема ефикасност.

Формирањето на слоеви смеса му овозможува на моторот да работи на многу посна смеса, во кој масениот дел на воздухот е повеќе од 40 пати поголем од делот на горивото. Односно, во цилиндрите се снабдува многу големо количество воздух, а потоа во него се додава малку гориво.

Во нормални услови, таквата мешавина не се запали од искра. За да дојде до палење, дизајнерите и дадоа на главата на клипот посебен облик кој обезбедува турбуленција.

Со ова формирање на мешавина, воздухот насочен од амортизерот влегува во комората за согорување голема брзина. На крајот од ударот на компресија, инјекторот вбризгува гориво, кое, достигнувајќи до дното на клипот, се врти до свеќичката. Како резултат на тоа, во областа на електродите, смесата е збогатена и запалива, додека околу оваа смеса има воздух практично без честички од гориво. Затоа, таквото формирање на смесата се нарекува слоевито - внатре има слој со збогатена смеса, на врвот на кој има уште еден слој, практично без гориво.

Ваквото формирање на смесата обезбедува минимална потрошувачка на бензин, но системот исто така подготвува таква смеса само кога еднообразно движењебез нагло забрзување.

Формирањето на стехиометриска смеса е производство на мешавина на гориво во оптимални пропорции (14,7 делови воздух на 1 дел бензин), што обезбедува максимална излезна моќност. Таквата смеса веќе лесно се запали, па нема потреба да се создава збогатен слој во близина на свеќата, напротив, за ефикасно согорување потребно е бензинот да биде рамномерно распореден во воздухот.

Затоа, горивото се вбризгува од инјекторите со иста компресија, а пред палењето има време добро да се движи со воздухот.

Ова формирање смеса се обезбедува во цилиндрите за време на забрзувања, кога е потребна максимална излезна моќност, а не економичност.

Дизајнерите исто така мораа да се справат со прашањето за префрлување на моторот од слаб во богат при напорни забрзувања. Да не се случи детонација согорување, за време на транзицијата се користи двојна инјекција.

Првото вбризгување на горивото се врши на ударот на доводот, додека горивото делува како ладилник на ѕидовите на комората за согорување, што ја елиминира детонацијата. Вториот дел од бензинот се испорачува веќе на крајот од ударот на компресија.

Системот за директно вбризгување гориво, поради употребата на неколку видови на формирање смеса одеднаш, ви овозможува добро да заштедите гориво без многу влијание врз перформансите на моќноста.

За време на забрзувањето, моторот работи на нормална смеса, а по подигнувањето на брзината, кога се мери режимот на возење и без нагли промени, електраната се префрла на многу слаба смеса, со што се заштедува гориво.

Ова е главната предност на таков систем за напојување. Но, има и важен недостаток. Пумпата за гориво под висок притисок, како и инјекторите користат високо обработени прецизни парови. Токму тие се слаба точка, бидејќи овие испарувања се многу чувствителни на квалитетот на бензинот. Присуството на нечистотии од трети лица, сулфур и вода може да ги оневозможи пумпите и прскалките за гориво под висок притисок. Дополнително, бензинот има многу слаби својства за подмачкување. Затоа, абењето на прецизните парови е поголемо од она на истиот дизел мотор.

Дополнително, самиот систем за директно снабдување со гориво е структурно покомплексен и поскап од истиот посебен систем за вбризгување.

Нови случувања

Дизајнерите не застануваат тука. Беше направена чудна префинетост на директното инјектирање загриженост VAGво погонската група TFSI. Неговиот енергетски систем беше комбиниран со турбополнач.

Интересно решение беше предложено од Орбитал. Тие развија специјален инјектор кој освен гориво вбризгува и гориво во цилиндрите. компресиран воздухсе снабдува со дополнителен компресор. Таков мешавина воздух-горивоима одлична запаливост и добро гори. Но, ова е сè уште само развој и дали ќе најде примена на автомобил сè уште не е познато.

Во принцип, директното инјектирање сега е најмногу најдобриот системисхрана во однос на економичноста и еколошката пријатност, иако има свои недостатоци.

Концептуално, моторите со внатрешно согорување - бензин и дизел се речиси идентични, но има голем број на карактеристични карактеристики. Една од главните е различниот тек на процесите на согорување во цилиндрите. Во дизел мотор, горивото се запали од изложеност на високи температури и притисок. Но, за ова е неопходно дизел горивото да се снабдува директно во коморите за согорување, не само во строго дефиниран момент, туку и под висок притисок. И ова е обезбедено од системите за вбризгување на дизел мотори.

Трајно затегнување еколошки стандарди, обидите да се добие поголема излезна моќност со пониски трошоци за гориво обезбедуваат појава на постојано нови дизајнерски решенија во.

Како функционира секој постоечки видовиДизел инјектирањето е идентично. Главните батерии се пумпата за гориво под висок притисок (TNVD) и млазницата. Задачата на првата компонента е да вбризгува дизел гориво, поради што притисокот во системот значително се зголемува. Млазницата, исто така, обезбедува снабдување со гориво (во компресирана состојба) до коморите за согорување, додека го прска за да се обезбеди подобро формирање на смесата.

Треба да се напомене дека притисокот на горивото директно влијае на квалитетот на согорувањето на смесата. Колку е повисоко, толку подобро гори дизел горивото, обезбедувајќи поголема излезна моќност и помалку загадувачи во издувните гасови. И за повеќе високи перформансибиле користени различни притисоци Конструктивни одлуки, што доведе до појава различни типовидизел електроенергетски системи. Покрај тоа, сите промени се однесуваа исклучиво на овие два елементи - пумпи за гориво под висок притисок и млазници. Останатите компоненти - резервоарот, линиите за гориво, елементите на филтерот, всушност, се идентични во сите достапни форми.

Видови на дизел електроенергетски системи

Дизел Електраниможе да биде опремен со систем за инјектирање:

• со вградена пумпа за висок притисок;
• со пумпи од дистрибутивен тип;
• Тип на батерија ( Common Rail).

Со ред пумпа

Вградена пумпа за вбризгување за 8 млазници

Првично, овој систем беше целосно механички, но подоцна во неговиот дизајн почнаа да се користат електромеханички елементи (се однесува на регулаторите за промена на цикличното снабдување со дизел гориво).

Главната карактеристика на овој систем лежи во пумпата. Во него, парови со клипови (прецизни елементи кои создаваат притисок) секој служеше на сопствената млазница (нивниот број одговараше на бројот на млазници). Згора на тоа, овие парови беа поставени во низа, па оттука и името.

Предностите на системот со вградена пумпа вклучуваат:

• Доверливост на дизајнот. Пумпата имаше систем за подмачкување, што му обезбеди на собранието голем ресурс;
• Ниска чувствителност на чистотата на горивото;
• Компаративна едноставност и висока одржливост;
• Голем ресурс на пумпата;
• Можност за работа на моторот во случај на дефект на еден дел или млазница.

Но, недостатоците на таквиот систем се позначајни, што доведе до негово постепено напуштање и претпочитање за помодерни. Негативните аспекти на таквата инјекција се:

• Мала брзина и точност на дозата на гориво. Механичкиот дизајн едноставно не е способен да го обезбеди;
• Релативно низок притисок генериран;
• Задачата на пумпата за вбризгување не е само да создаде притисок на горивото, туку и да го прилагоди цикличниот проток и времето на вбризгување;
• Создадениот притисок е директно зависен од вртежите на коленестото вратило;
• Големи димензии и тежина на пумпата.

Овие недостатоци, и пред сè - создадениот низок притисок, доведоа до напуштање на овој систем, бидејќи тој едноставно престана да се вклопува во еколошките стандарди.

Со дистрибуирана пумпа

пумпа за инјектирање повеќе точки инјекцијастана следната фаза во развојот на системи за напојување за дизел единици.

Првично, таков систем беше исто така механички и се разликуваше од оној опишан погоре само во дизајнот на пумпата. Но, со текот на времето, на нејзиниот уред беше додаден систем електронска контрола, што го подобри процесот на прилагодување на вбризгувањето, што позитивно влијаеше на индикаторите за ефикасност на моторот. За одреден период, таков систем се вклопува во еколошките стандарди.

Особеноста на овој тип на инјектирање беше тоа што дизајнерите ја напуштија употребата на дизајн на пумпа со повеќе делови. Во пумпата за гориво под висок притисок почна да се користи само еден пар клипови, кој ги опслужува сите достапни млазници, чиј број варира од 2 до 6. За да се обезбеди снабдување со гориво на сите млазници, клипот врши не само преточни движења, туку и ротациони оние кои обезбедуваат дистрибуција на дизел гориво.

Пумпа за гориво под висок притисок со пумпа од дистрибуиран тип

ДО позитивни квалитетитакви системи беа:

• Мали димензиии масата на пумпата;
• Врвна изведба од економичност на горивото;
• Употребата на електронска контрола ги зголеми перформансите на системот.

Недостатоците на системот со дистрибуирана пумпа вклучуваат:

• Мал ресурс на пар клипот;
• Подмачкувањето на составните елементи се врши со гориво;
• Мултифункционалноста на пумпата (покрај тоа што создава притисок, таа се контролира и од протокот и времето на вбризгување);
• Ако пумпата не успеа, системот престана да работи;
• Чувствителност на проветрување;
• Зависност на притисокот од брзината на моторот.

Овој тип на вбризгување е широко користен во патнички автомобили и мали комерцијални возила.

Пумпа за инјектор

Особеноста на овој систем лежи во фактот што парот на млазницата и клипот се комбинираат во еден дизајн. Погонскиот дел на оваа единица за гориво се изведува од брегаста осовина.

Вреди да се одбележи дека таков систем може да биде или целосно механички (вбризгувањето се контролира со шина и регулатори) или електронски (се користат електромагнетни вентили).

Млазница на пумпата

Варијација на овој тип на инјектирање е употребата на поединечни пумпи. Тоа е, секоја млазница има свој дел, управуван од брегаста осовина. Делот може да се наоѓа директно во главата на цилиндерот или да се смести во посебна зграда. Во овој дизајн, се користат конвенционални хидраулични млазници (односно, системот е механички). За разлика од вбризгувањето гориво под висок притисок, линиите под висок притисок се многу кратки, што овозможи значително зголемување на притисокот. Но, овој дизајн не доби голема дистрибуција.

Позитивните квалитети на инјекторите за напојување вклучуваат:

• Значајни показатели за создадениот притисок (највисок меѓу сите употребени типови на инјектирање);
• Мала метална конструкција;
• Точност на дозирање и спроведување на повеќекратно вбризгување (во млазници со електромагнетни вентили);
• Можност за работа на моторот во случај на дефект на еден од инјекторите;
• Заменувањето на оштетениот елемент не е тешко.

Но, има и недостатоци во овој тип на инјектирање, вклучувајќи:

• Инјектори на пумпата што не се поправаат (во случај на кинење, тие треба да се заменат);
• Висока чувствителност на квалитетот на горивото;
• Создадениот притисок зависи од брзината на моторот.

Инјекторите на пумпата станаа широко распространети во комерцијалните и товарните возила, а некои производители на автомобили исто така ја користеа оваа технологија. Сега не се користи многу често поради високите трошоци за одржување.

Common Rail

Иако е најсовршена во однос на ефикасноста. Исто така, целосно е во согласност со најновите еколошки стандарди. Дополнителните „предности“ ја вклучуваат неговата применливост на било кој дизел моторикои се движат од патнички автомобили до морски бродови.

Систем за вбризгување Common Rail

Неговата особеност лежи во фактот што мултифункционалноста на пумпата за гориво под висок притисок не е потребна, а нејзината задача е само да врши притисок, а не за секоја млазница посебно, туку заедничка линија (шина за гориво), а од неа се добива дизел гориво. доставени до млазниците.

Во исто време, цевководите за гориво помеѓу пумпата, шината и инјекторите имаат релативно мала должина, што овозможи да се зголеми создадениот притисок.

Работата во овој систем е контролирана од електронска единица, што значително ја зголеми точноста на дозирањето и брзината на системот.

Позитивни квалитети на Common Rail:

• Висока прецизност на дозирање и употреба на мулти-режим на инјектирање;
• Сигурност на пумпата за инјектирање;
• Не постои зависност на вредноста на притисокот од брзината на моторот.

Лошите страни на овој систем се:

• Чувствителност на квалитетот на горивото;
• Комплексен дизајн на млазници;
• Неуспех на системот при најмало губење на притисокот поради депресуризација;
• Комплексноста на дизајнот се должи на присуството на голем број дополнителни елементи.

И покрај овие недостатоци, производителите на автомобили сè повеќе претпочитаат Common Rail во однос на другите видови системи за вбризгување.

Материјал од енциклопедијата на списанието „Зад воланот“

Шема на моторот Volkswagen FSI со директно вбризгување на бензин

Првите системи за вбризгување на бензин директно во цилиндрите на моторот се појавија во првата половина на 20 век. и се користи на авионски мотори. Обидите да се користи директно инјектирање во бензински моториавтомобилите беа прекинати во 40-тите години на дваесеттиот век, бидејќи таквите мотори се покажаа како скапи, неекономични и многу чадени при режими на висока моќност. Вбризгувањето бензин директно во цилиндрите е поврзано со одредени тешкотии. Инјекторите со директно вбризгување на бензин работат во повеќе од тешки условиод оние што се инсталирани во доводниот колектор. Главата на блокот, во која мора да се инсталираат такви млазници, е посложена и поскапа. Времето наменето за процесот на карбурирање со директно вбризгување е значително намалено, што значи дека за добра карбурација потребно е снабдување со бензин под висок притисок.
Специјалистите на Mitsubishi успеаја да се справат со сите овие тешкотии, кои за прв пат применија систем за директно вбризгување на бензин на автомобилски мотори. Прво залиха автомобил Mitsubishi Galant со мотор 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection) се појави во 1996 година.
Придобивките од системот за директно вбризгување се главно подобрувања на економичноста на горивото, но и некои засилувања на моќноста. Првиот се должи на способноста на моторот со директно вбризгување да работи на многу слаби мешавини. Зголемувањето на моќноста главно се должи на фактот што организацијата на процесот на снабдување со гориво на цилиндрите на моторот ви овозможува да го зголемите односот на компресија на 12,5 (кај конвенционалните бензински мотори, ретко е можно да се постави односот на компресија над 10 поради до детонација).

Инјекторот на моторот GDI може да работи во два режима, обезбедувајќи моќен (а) или компактен (б) прскање со атомизиран бензин

Во моторот GDI, пумпата за гориво обезбедува притисок од 5 MPa. Електромагнетна млазница инсталирана во главата на цилиндерот вбризгува бензин директно во цилиндерот на моторот и може да работи во два режима. Во зависност од испорачаниот електричен сигнал, може да вбризгува гориво или со моќен конусен факел или со компактен млаз.

Клипот на мотор со директно вбризгување на бензин има посебна форма (процес на согорување над клипот)

Дното на клипот има посебна форма во форма на сферична вдлабнатина. Оваа форма ви овозможува да го вртите влезниот воздух, да го насочите вбризгуваното гориво кон свеќичката, инсталирана во центарот на комората за согорување. Влезен цевководне се наоѓа на страна, туку вертикално на врвот. Нема остри свиоци и затоа воздухот влегува од голема брзина.

Во работата на мотор со систем за директно вбризгување, може да се разликуваат три различни режими:
1) начин на работа на супер-сиромашни мешавини;
2) режим на работа на стехиометриска смеса;
3) режимот на остри забрзувања од мали брзини;
Првиот режим се користи кога автомобилот се движи без остри забрзувања со брзина од околу 100–120 km/h. Овој режим користи многу слаба запалива смеса со сооднос на вишок воздух поголем од 2,7. Во нормални услови, таквата мешавина не може да се запали со искра, така што инјекторот вбризгува гориво во компактен пламен на крајот од ударот на компресија (како кај дизел моторот). Сферична вдлабнатина во клипот го насочува млазот гориво кон електродите на свеќичката, каде што високата концентрација на бензинска пареа овозможува смесата да запали.
Вториот режим се користи кога автомобилот се движи со голема брзина и за време на остри забрзувања, кога е неопходно да се добие висока моќност. Овој начин на движење бара стехиометриски состав на смесата. Мешавината од овој состав е многу запалива, но моторот GDI има зголемен однос на компресија, а со цел да се спречи детонација, млазницата вбризгува гориво со моќен факел. Ситно атомизираното гориво го исполнува цилиндерот и испарува за да ги излади површините на цилиндерот, намалувајќи ја можноста за тропање.
Третиот режим е неопходен за да се добие голем вртежен момент кога педалот за гас е нагло притиснат кога моторот работи со мали брзини. Овој начин на работа на моторот е различен по тоа што млазницата пука двапати во текот на еден циклус. За време на всисниот удар, во цилиндерот се вбризгува екстра лоша смеса (α=4,1) за да се излади со моќен факел. На крајот од ударот на компресија, инјекторот повторно вбризгува гориво, но со компактен пламен. Во овој случај, смесата во цилиндерот се збогатува и не доаѓа до детонација.
Во споредба со конвенционален моторсо систем за гориво со повеќекратно вбризгување на бензин, моторот со системот GDI е околу 10% поекономичен и испушта 20% помалку јаглерод диоксид во атмосферата. Зголемувањето на моќноста на моторот е до 10%. Сепак, како што покажа работата на возилата со мотори од овој тип, тие се многу чувствителни на содржината на сулфур во бензинот. Оригиналниот процес на директно вбризгување на бензин беше развиен од Orbital. Во овој процес, бензинот се вбризгува во цилиндрите на моторот, претходно измешан со воздух со помош на специјална млазница. Орбиталната млазница се состои од два млазници, гориво и воздух.

Работа на орбиталната млазница

Воздухот се доставува до воздушните млазници во компримирана форма од специјален компресор под притисок од 0,65 MPa. Притисокот на горивото е 0,8 MPa. Прво пали млазот за гориво, а потоа внатре вистински момента воздухот, затоа, мешавината гориво-воздух во форма на аеросол се вбризгува во цилиндерот со моќен факел.
Инјекторот монтиран во главата на цилиндерот до свеќичката вбризгува млаз гориво-воздух директно на електродите на свеќичката, што обезбедува добро палење на свеќичката.

Дизајнерски карактеристики на моторот со директно вбризгување Audi 2.0 FSI

Современите автомобили се опремени со различни системи за вбризгување гориво. Кај бензинските мотори, мешавината на гориво и воздух се запали со искра.

Системот за вбризгување гориво е суштински елемент. Млазницата е главниот работен елемент на секој систем за инјектирање.

Бензинските мотори се опремени со системи за вбризгување, кои се разликуваат едни од други по начинот на кој се формира мешавината гориво-воздух:

• системи со централно вбризгување;
• системи со дистрибуирано вбризгување;
• системи за директно вбризгување.

Централното вбризгување, или на друг начин се нарекува Монојетроник, го врши една централна електромагнетна млазница, која вбризгува гориво во доводниот колектор. Тоа е некако како карбуратор. Сега автомобилите со таков систем за вбризгување не се произведуваат, бидејќи автомобилот со таков систем има и ниски еколошки својства на автомобилот.

Дистрибуираниот систем за инјектирање постојано се подобруваше со текот на годините. Системот започна К-џетроник. Инјекцијата била механичка, што му дала добра сигурностно потрошувачката на гориво беше многу висока. Горивото се додаваше не импулсивно, туку постојано. Овој систем беше заменет со системот KE-jetronic.

Таа не се разликуваше од К-џетроник, но се појави електронска контролна единица (ECU), што овозможи малку да се намали потрошувачката на гориво. Но, овој систем не ги донесе очекуваните резултати. Имаше систем L-jetronic.

Во кој ECU добиваше сигнали од сензорите и испраќаше електромагнетен пулс до секој инјектор. Системот имаше добри економски и еколошки перформанси, но дизајнерите не застанаа тука, и развија сосема нов систем Мотроник.

Контролната единица почна да ги контролира и вбризгувањето на горивото и системот за палење. Горивото почна подобро да гори во цилиндерот, моќноста на моторот се зголеми, потрошувачката и штетните емисии на автомобилот се намалија. Во сите овие системи претставени погоре, вбризгувањето се врши со посебна млазница за секој цилиндар во доводниот колектор, каде што се формира мешавина од гориво и воздух што влегува во цилиндерот.

Најперспективниот систем денес е системот за директно вбризгување.

Суштината на овој систем е дека горивото се вбризгува директно во комората за согорување на секој цилиндар, а веќе таму се меша со воздухот. Системот го одредува и доставува оптималниот состав на смесата до цилиндерот, што обезбедува добра моќпри различни режими на работа на моторот, добра ефикасност и високи еколошки својства на моторот.

Но, од друга страна, моторите со овој систем за вбризгување имаат повисока цена во однос на нивните претходници, поради сложеноста на нивниот дизајн. Ист начин овој системмногу бара за квалитетот на горивото.