W nowoczesne samochody telefony komórkowe w benzynie elektrownie Zasada działania układu zasilania jest podobna do tej stosowanej w silnikach wysokoprężnych. W tych silnikach jest podzielony na dwa - dolot i wtrysk. Pierwszy zapewnia dopływ powietrza, a drugi - paliwo. Ale ze względu na konstruktywne i cechy operacyjne działanie wtrysku znacznie różni się od tego stosowanego w silnikach wysokoprężnych.

Należy zauważyć, że różnica w układach wtryskowych silników wysokoprężnych i benzynowych jest coraz bardziej zacierana. Za zdobycie najlepsze cechy projektanci pożyczają rozwiązania projektowe i stosują je do różnych typów systemów elektroenergetycznych.

Urządzenie i zasada działania systemu wtrysku wtrysku

Druga nazwa układów wtryskowych do silników benzynowych to wtrysk. Jego główną cechą jest dokładne dawkowanie paliwa. Osiąga się to dzięki zastosowaniu w projekcie dysz. Urządzenie wtrysk wtryskiwacza W skład silnika wchodzą dwa podzespoły – wykonawczy i sterujący.

Zadaniem części wykonawczej jest dostawa benzyny i jej rozpylanie. Zawiera niewiele elementów:

1. Pompa (elektryczna).
2. Element filtrujący (dokładne czyszczenie).
3. Przewody paliwowe.
4. Rampa.
5. Dysze.

Ale to tylko główne elementy. Element wykonawczy może zawierać szereg dodatkowych elementów i części - regulator ciśnienia, system odprowadzania nadmiaru benzyny, adsorber.

Zadaniem tych elementów jest przygotowanie paliwa i zapewnienie jego dopływu do dysz, które służą do ich wtrysku.

Zasada działania elementu wykonawczego jest prosta. Podczas przekręcania kluczyka w stacyjce (w niektórych modelach - podczas otwierania) drzwi kierowcy) włącza się pompa elektryczna, która pompuje benzynę i napełnia nią pozostałe elementy. Paliwo jest czyszczone i dostaje się do szyny przez przewody paliwowe, które łączą dysze. Dzięki pompie paliwo w całym układzie znajduje się pod ciśnieniem. Ale jego wartość jest niższa niż w dieslach.

Otwarcie dysz odbywa się dzięki impulsom elektrycznym dostarczanym z części sterującej. Ten element układu wtrysku paliwa składa się z jednostki sterującej i całego zestawu urządzeń śledzących - czujników.

Czujniki te monitorują osiągi i parametry pracy – prędkość obrotową wału korbowego, ilość dostarczanego powietrza, temperaturę płynu chłodzącego, położenie przepustnicy. Odczyty są przesyłane do jednostki sterującej (ECU). Porównuje te informacje z danymi wprowadzonymi do pamięci, na podstawie których określa się długość impulsów elektrycznych dostarczanych do dysz.

Elektronika zastosowana w części sterującej układu wtrysku paliwa jest potrzebna do obliczenia czasu, na jaki powinna otworzyć się dysza w danym trybie pracy jednostka mocy.

Rodzaje wtryskiwaczy

Ale zauważ, że to ogólny projekt układy zasilania silników benzynowych. Ale opracowano kilka wtryskiwaczy, a każdy z nich ma swoją własną konstrukcję i cechy operacyjne.

W samochodach stosowane są układy wtrysku silnika:

• centralny;
• Rozpowszechniane;
• bezpośredni.

Wtrysk centralny jest uważany za pierwszy wtryskiwacz. Jego osobliwość polega na zastosowaniu tylko jednej dyszy, która wtryskuje benzynę do kolektora dolotowego jednocześnie dla wszystkich cylindrów. Początkowo był mechaniczny i nie zastosowano w projekcie elektroniki. Jeśli weźmiemy pod uwagę urządzenie wtryskiwacza mechanicznego, to jest ono podobne do układu gaźnikowego, z tą różnicą, że zamiast gaźnika zastosowano dyszę napędzaną mechanicznie. Z biegiem czasu zasilanie centralne stało się elektroniczne.

Teraz ten typ nie jest używany ze względu na szereg niedociągnięć, z których głównym jest nierównomierne rozłożenie paliwa na cylindrach.

Wtrysk rozproszony jest obecnie najpopularniejszym systemem. Konstrukcja tego typu wtryskiwacza została opisana powyżej. Jego osobliwość polega na tym, że paliwo do każdego cylindra jest dostarczane przez własną dyszę.

W konstrukcji tego typu dysze są instalowane w kolektor dolotowy i znajdują się obok głowicy cylindrów. Rozkład paliwa na cylindrach umożliwia zapewnienie dokładnego dozowania benzyny.

Wtrysk bezpośredni to obecnie najbardziej zaawansowany rodzaj dostarczania benzyny. W poprzednich dwóch typach benzyna była podawana do przepływającego strumienia powietrza, a tworzenie mieszanki zaczęło mieć miejsce nawet w kolektorze dolotowym. Ten sam wtryskiwacz z założenia kopiuje układ wtrysku oleju napędowego.

We wtryskiwaczu z bezpośrednim zasilaniem dysze dysz znajdują się w komorze spalania. W rezultacie składniki mieszanki powietrzno-paliwowej są tu oddzielnie wprowadzane do cylindrów i są już wymieszane w samej komorze.

Specyfiką tego wtryskiwacza jest to, że do wtrysku benzyny wymagane jest wysokie ciśnienie paliwa. A jego stworzenie zapewnia kolejny węzeł dodany do urządzenia części wykonawczej - pompy wysokie ciśnienie.

Układy zasilania silników Diesla

A systemy diesla są modernizowane. Jeśli wcześniej był mechaniczny, teraz silniki wysokoprężne są również wyposażone w sterowanie elektroniczne. Wykorzystuje te same czujniki i jednostkę sterującą, co w silniku benzynowym.

Teraz samochody wykorzystują trzy rodzaje wtrysku oleju napędowego:

1. Z dystrybucyjną pompą wtryskową.
2. wspólna szyna.
3. Pompa wtryskowa.

Podobnie jak w silnikach benzynowych, konstrukcja wtrysk oleju napędowego składa się z części wykonawczej i zarządczej.

Wiele elementów części wykonawczej jest identycznych jak w przypadku wtryskiwaczy - zbiornik, przewody paliwowe, elementy filtrów. Ale są też podzespoły, których nie ma w silnikach benzynowych - pompa zalewania paliwa, pompa wysokiego ciśnienia, przewody do transportu paliwa pod wysokim ciśnieniem.

W systemy mechaniczne w silnikach wysokoprężnych zastosowano rzędowe pompy wtryskowe, w których ciśnienie paliwa dla każdej dyszy było tworzone przez oddzielną parę nurników. Takie pompy były wysoce niezawodne, ale były nieporęczne. Moment wtrysku oraz ilość wtryskiwanego oleju napędowego regulowana była pompą.

W silnikach wyposażonych w dystrybucyjną pompę wtryskową w konstrukcji pompy zastosowano tylko jedną parę nurników, która pompuje paliwo do wtryskiwaczy. Ten węzeł ma niewielkie rozmiary, ale jego zasoby są mniejsze niż te w linii. Ten system jest używany tylko w pojazdach osobowych.

Common Rail jest uważany za jeden z najbardziej wydajnych systemy diesla wtrysk silnika. Ogólna koncepcja jest w dużej mierze zapożyczony z wtryskiwacza z osobnym zasilaniem.

W takim silniku wysokoprężnym momentem rozpoczęcia zasilania i ilością paliwa „zarządza” element elektroniczny. Zadaniem pompy wysokociśnieniowej jest jedynie pompowanie oleju napędowego i wytworzenie wysokiego ciśnienia. Co więcej, olej napędowy nie jest podawany bezpośrednio do dysz, ale na rampę łączącą dysze.

Innym rodzajem wtrysku oleju napędowego są pompowtryskiwacze. W tej konstrukcji nie ma wysokociśnieniowej pompy paliwowej, a pary tłoków, które wytwarzają ciśnienie oleju napędowego, wchodzą do wtryskiwacza. To rozwiązanie konstrukcyjne pozwala na tworzenie najwyższych wartości ciśnienia paliwa wśród istniejące odmiany wtrysk do jednostek wysokoprężnych.

Na koniec zauważamy, że tutaj podane są ogólne informacje o rodzajach wtrysku silnika. Aby poradzić sobie z projektem i cechami tego typu, są one rozpatrywane osobno.

Wideo: sterowanie układem wtrysku paliwa

WTRYSK, zwany też czasem wtryskiem centralnym, stał się szeroko stosowany w samochodach osobowych w latach 80. ubiegłego wieku. Podobny system Zasilacz otrzymał swoją nazwę ze względu na to, że paliwo było dostarczane do kolektora dolotowego tylko w jednym punkcie.

Wiele ówczesnych systemów było czysto mechanicznych, sterowanie elektroniczne nie mieli. Często podstawą takiego układu zasilania był konwencjonalny gaźnik, z którego po prostu usunięto wszystkie „dodatkowe” elementy, a jedną lub dwie dysze zainstalowano w obszarze dyfuzora (dlatego wtrysk centralny był stosunkowo niedrogi) . Na przykład tak zaaranżowano system TBI („Throttle Body Injection”) General Motors.

Jednak mimo pozornej prostoty centralny wtrysk ma bardzo ważną zaletę w porównaniu z gaźnikiem - dokładniej dozuje palną mieszankę we wszystkich trybach pracy silnika. Pozwala to uniknąć awarii w działaniu silnika, a także zwiększa jego moc i sprawność.

Z biegiem czasu pojawienie się elektronicznych jednostek sterujących umożliwiło uczynienie centralnego wtrysku bardziej kompaktowym i niezawodnym. Łatwiej jest przystosować się do pracy na różnych silnikach.

Jednak wtrysk jednopunktowy odziedziczony po gaźnikach i cała linia niedociągnięcia. Na przykład wysoka odporność na przedostawanie się powietrza do kolektora dolotowego i słaba dystrybucja mieszanka paliwowa dla pojedynczych butli. W rezultacie silnik z takim układem zasilania nie ma bardzo wysokie stawki. Dlatego dziś wtrysku centralnego praktycznie nie znaleziono.

Nawiasem mówiąc, koncern „General Motors” również opracował ciekawą odmianę centralny wtrysk- CPI („wstrzykiwanie do portu centralnego”). W takim układzie jeden wtryskiwacz wtryskiwał paliwo do specjalnych rurek, które były prowadzone do kolektora dolotowego każdego cylindra. Był to swego rodzaju prototyp wtrysku rozproszonego. Jednak ze względu na niską wiarygodność szybko zrezygnowano ze stosowania CPI.

Rozpowszechniane

Wtrysk paliwa OR MULTI-POINT jest obecnie najpopularniejszym systemem zasilania silnika we współczesnych samochodach. Różni się od poprzedniego typu przede wszystkim tym, że w kolektorze dolotowym każdego cylindra znajduje się osobna dysza. W pewnych momentach wstrzykuje niezbędną porcję benzyny bezpośrednio do zaworów wlotowych „swojego” cylindra.

Wtrysk wielopunktowy może być równoległy i sekwencyjny. W pierwszym przypadku wszystkie wtryskiwacze odpalają się w określonym momencie, paliwo miesza się z powietrzem, a powstała mieszanka czeka na otwarcie zaworów dolotowych, aby dostać się do cylindra. W drugim przypadku czas pracy każdego wtryskiwacza wyliczany jest indywidualnie tak, aby benzyna była podawana przez ściśle określony czas przed otwarciem zaworu. Wydajność takiego wtrysku jest wyższa, dlatego to systemy sekwencyjne stały się bardziej rozpowszechnione, pomimo bardziej złożonego i kosztownego elektronicznego „nadziewania”. Chociaż czasami są tańsze. połączone schematy(wtryskiwacze w tym przypadku pracują parami).

Początkowo wieloportowe układy wtryskowe były również sterowane mechanicznie. Ale z biegiem czasu i tutaj zapanowała elektronika. W końcu, odbierając i przetwarzając sygnały z różnych czujników, jednostka sterująca nie tylko wydaje polecenia mechanizmy wykonawcze, ale może też sygnalizować kierowcy awarię. Co więcej, nawet w przypadku awarii elektronika przełącza się w tryb awaryjny, umożliwiając samodzielny dojazd samochodu do serwisu.

Wtrysk rozproszony ma szereg zalet. Oprócz przygotowania palnej mieszanki o odpowiednim składzie dla każdego trybu pracy silnika, taki system dodatkowo rozprowadza ją dokładniej między cylindrami i tworzy minimalny opór dla powietrza przechodzącego przez kolektor dolotowy. Pozwala to poprawić wiele wskaźników silnika: moc, wydajność, przyjazność dla środowiska itp. Wśród mankamentów wtrysku wielopunktowego chyba można wymienić tylko dość wysoki koszt.

Bezpośredni..

Goliath GP700 był pierwszym masowo produkowanym samochodem wyposażonym w silnik z wtryskiem paliwa.

WTRYSK (zwany też czasem bezpośrednim) różni się od poprzednich typów układów zasilania tym, że w tym przypadku wtryskiwacze dostarczają paliwo bezpośrednio do cylindrów (z pominięciem kolektora dolotowego), jak w silnik wysokoprężny.

W zasadzie taki schemat układu zasilania nie jest nowy. Już w pierwszej połowie ubiegłego wieku był używany Silniki lotnicze(na przykład na sowieckim myśliwcu „Ła-7”). Na samochody wtrysk bezpośredni pojawił się nieco później - w latach 50-tych XX wieku, najpierw w samochodzie Goliath GP700, a potem w słynnym Mercedes-Benz 300SL. Jednak po pewnym czasie producenci samochodów praktycznie zrezygnowali ze stosowania wtrysku bezpośredniego, pozostał on tylko w samochodach wyścigowych.

Faktem jest, że głowica cylindra silnika z wtryskiem bezpośrednim okazała się bardzo skomplikowana i kosztowna w produkcji. Ponadto konstruktorom przez długi czas nie udało się osiągnąć stabilnej pracy systemu. Rzeczywiście, dla efektywnego tworzenia mieszanki przy wtrysku bezpośrednim konieczne jest dobre rozpylenie paliwa. Oznacza to, że był podawany do cylindrów pod wysokim ciśnieniem. I do tego potrzebne były specjalne pompy, które mogłyby to zapewnić.. W rezultacie początkowo silniki z takim układem zasilania okazały się drogie i nieekonomiczne.

Jednak wraz z rozwojem technologii wszystkie te problemy zostały rozwiązane, a wielu producentów samochodów powróciło do dawno zapomnianego schematu. Pierwszym było Mitsubishi, które w 1996 roku zainstalowało w modelu Galant silnik z bezpośrednim wtryskiem paliwa (oznaczenie firmy - GDI), następnie inne firmy zaczęły stosować podobne rozwiązania. W szczególności „Volkswagen” i „Audi” (system FSI), „Peugeot-Citroёn” (HPA), „ Alfa Romeo(WST) i inni.

Dlaczego taki system zasilania nagle zainteresował się czołowymi producentami samochodów? Wszystko jest bardzo proste – silniki z wtryskiem bezpośrednim są w stanie pracować na bardzo ubogiej mieszance roboczej (z małą ilością paliwa i dużą ilością powietrza), dzięki czemu wyróżniają się dobrą wydajnością. Dodatkowo doprowadzenie benzyny bezpośrednio do cylindrów pozwala na zwiększenie stopnia sprężania silnika, a co za tym idzie jego mocy.

System zasilania z bezpośrednim wtryskiem może pracować w różne tryby. Na przykład, kiedy ruch jednostajny samochodu przy prędkości 90-120 km/h elektronika dostarcza bardzo mało paliwa do cylindrów. W zasadzie bardzo słaba mieszanina robocza jest bardzo trudna do zapalenia. Dlatego w silnikach z wtryskiem bezpośrednim stosuje się tłoki ze specjalnym wgłębieniem. Kieruje większość paliwa bliżej świecy zapłonowej, gdzie warunki do zapłonu mieszanki są lepsze.

Podczas jazdy z dużymi prędkościami lub podczas ostrych przyspieszeń do cylindrów dostarczane jest znacznie więcej paliwa. W związku z tym, ze względu na silne nagrzewanie się części silnika, wzrasta ryzyko detonacji. Aby tego uniknąć, dysza wtryskuje paliwo do cylindra szerokim płomieniem, który wypełnia całą objętość komory spalania i chłodzi ją.

Jeśli kierowca potrzebuje gwałtownego przyspieszenia, dysza uruchamia się dwukrotnie. Najpierw na początku suwu ssania wtryskiwana jest niewielka ilość paliwa w celu schłodzenia cylindra, a następnie pod koniec suwu sprężania wtryskiwany jest główny ładunek benzyny.

Jednak pomimo wszystkich swoich zalet silniki z wtryskiem bezpośrednim wciąż nie są wystarczająco rozpowszechnione. Powód - wysoka cena i wymagającej jakości paliwa. Dodatkowo silnik z takim układem napędowym pracuje głośniej niż zwykle i bardziej wibruje, więc projektanci muszą dodatkowo wzmocnić niektóre części silnika i poprawić izolację akustyczną. komora silnika.

Wydanie autorskie Klaxon №4 2008 Zdjęcie zdjęcie z archiwum Klaxona

Spalanie wewnętrzne (ICE) polega na spalaniu niewielkiej ilości paliwa w ograniczonej objętości. W tym przypadku uwolniona energia jest przekształcana w wyniku ruchu tłoków w energię mechaniczną. Odmierzoną ilość paliwa dostarcza gaźnik lub specjalne urządzenie - wtryskiwacz. Silniki z takimi urządzeniami nazywane są silnikami wtryskowymi. Zasada działania silnika wtryskowego jest prosta - dostawa do właściwy moment czas odpowiedniej ilości paliwa we właściwe miejsce.

Jak działa ICE?

Aby jasno zrozumieć różnicę między tymi dwoma typami urządzenia zasilające, musisz najpierw dotknąć, jak ogólnie działa silnik spalinowy. Istnieje kilka różnych typów, z których najczęstsze to:

1. benzyna;
2. diesel;
3. gaz-diesel;
4. gaz;
5. obrotowy.

Zasadę działania silnika najlepiej zrozumieć na przykładzie. silnik benzynowy. Najpopularniejszym z nich jest czterosuwowy. Oznacza to, że cały cykl zamiany energii wytworzonej podczas spalania paliwa na energię mechaniczną realizowany jest w czterech cyklach.
Konstrukcja silnika jest taka, że ​​sekwencja cykli jest następująca:

• wlot - napełnianie cylindrów paliwem:
• kompresja - przygotowanie paliwa do spalania;
• skok roboczy - zamiana energii spalania na mechaniczną;
• uwolnienie - usuwanie produktów spalania paliw.

Aby zapewnić działanie silnika, każdy z nich ma swoje własne zadanie. Podczas pierwszego suwu tłok opada z najwyższa pozycja do najniższego zawór (wlot) otwiera się i cylinder zaczyna napełniać się mieszanką paliwowo-powietrzną. W drugim skoku zawory są zamknięte, a tłok przesuwa się z dolnej pozycji do górnej, mieszanina w cylindrze zostaje ściśnięta. Gdy osiągnie górną pozycję, na świecę przeskakuje iskra i mieszanina zostaje zapalona.

Podczas spalania powstaje zwiększone ciśnienie, które powoduje ruch tłoka z górnego położenia do dolnego. Po dotarciu do niego, pod działaniem bezwładności obrotu wału korbowego, tłok ponownie zaczyna poruszać się w górę, podczas gdy zawór wydechowy jest uruchamiany, produkty spalania paliwa są usuwane z cylindra. Gdy tłok osiągnie górne położenie, zawór wydechowy zamyka się, ale zawór wlotowy otwiera się i cały cykl pracy się powtarza.

Wszystko to można zobaczyć na filmie.

O gaźniku, jego zaletach i wadach

Tutaj trzeba zrobić mały dodatek. Ponieważ rozważamy silnik benzynowy, to w nim dostarczanie benzyny do cylindrów silnika jest możliwe na różne sposoby. Historycznie, jako pierwsze opracowano dostarczanie i dawkowanie benzyny za pomocą gaźnika. To specjalne urządzenie, które dostarcza wymaganą ilość mieszanka paliwowo-powietrzna(TVS) w butlach.


Paliwo-powietrze to mieszanka powietrza i oparów benzyny. Jest gotowane w gaźniku specjalne urządzenie, do mieszania ich w odpowiedniej proporcji, w zależności od trybu pracy silnika. Będąc dość prostym w swojej konstrukcji, gaźnik przez długi czas pracował z powodzeniem z silnikiem benzynowym.
Jednak wraz z rozwojem samochodu ujawniono niedociągnięcia, które w panujących wówczas warunkach już i tak trudno było pogodzić się konstruktorom silników. Dotyczyło to przede wszystkim:

• efektywność paliwowa. Gaźnik nie zapewniał ekonomicznego zużycia benzyny w przypadku nagłej zmiany trybu ruchu samochodu;
• Bezpieczeństwo środowiska. Zawartość substancji toksycznych w spalinach była dość wysoka;
• niewystarczająca moc silnika z powodu niedopasowania zespołów paliwowych do trybu ruchu pojazdu i jego aktualnego stanu.

Aby pozbyć się zauważonych niedociągnięć, wdrożono inną zasadę dostarczania paliwa do silnika - za pomocą wtryskiwacza.

O silnikach wtryskowych

Mają inną nazwę - silniki wtryskowe, co na ogół w żaden sposób nie zmienia istoty zachodzących zjawisk. Zgodnie z wykonanymi pracami wtrysk przypomina zasadę zastosowaną w pracy silnika wysokoprężnego. Ściśle odmierzona ilość paliwa wtryskiwana jest do silnika we właściwym czasie przez dysze wtryskiwaczy i zapalana jest iskrą ze świecy, chociaż świeca nie jest używana podczas pracy z silnikiem diesla.


Cały omówiony wcześniej cykl czterosuwowego silnika spalinowego pozostaje niezmieniony. Główna różnica polega na tym, że gaźnik przygotowuje zespoły paliwowe na zewnątrz silnika, a następnie wchodzi do cylindrów, podczas gdy w silniku wtryskowym najnowsze modele benzyna jest wtryskiwana bezpośrednio do cylindra.

Jak to się dzieje, można zobaczyć szczegółowo na filmie.

Takie urządzenie silnikowe pozwala rozwiązać problemy pojawiające się podczas pracy gaźnika. Zastosowanie wtryskiwacza zapewnia silnikowi następujące korzyści w porównaniu z wersją gaźnikową:

• wzrost mocy o 7-10%;
• poprawa wskaźników opłacalności paliw;
• obniżenie poziomu substancji toksycznych w składzie spaliny;
• zapewnienie optymalnej ilości paliwa w zależności od trybu ruchu samochodu.

To tylko główne zalety, jakie daje silnik wtryskowy. Jednak każda zaleta ma swoje wady. Jeżeli silnik gaźnika jest czysto mechaniczny i można go naprawić w niemal każdych warunkach, to do sterowania silnikiem wtryskowym wymagana jest skomplikowana elektronika i cały system czujników, dlatego prace (regulacje i naprawy) należy wykonywać w serwisie .

urządzenie do iniekcji

Jeśli spojrzysz na to, jak wygląda urządzenie z silnikiem spalinowym z wtryskiem zamiast gaźnika, możesz wyróżnić:

• sterownik wtrysku - urządzenie elektroniczne, zawierający program do obsługi wszystkich elementów systemu;
• dysze. Może być kilka lub jeden, w zależności od zastosowanego układu wtryskowego;
• czujnik przepływu powietrza, który określa napełnienie cylindrów w zależności od skoku. Najpierw określa się całkowite zużycie, a następnie programowo przelicza się wymaganą ilość dla każdego cylindra;
• czujnik zawór dławiący(jego położenie), który ustala aktualny stan ruchu i obciążenie silnika;
• czujnik temperatury, który kontroluje stopień nagrzania płynu chłodzącego, zgodnie z jego danymi, praca silnika jest korygowana i, jeśli to konieczne, rozpoczyna się praca wentylatora dmuchawy;
• czujnik rzeczywistego położenia wału korbowego, który zapewnia synchronizację pracy wszystkich elementów układu;
• czujnik tlenu, który określa jego zawartość w spaliny;
• czujnik spalania stukowego, który kontroluje występowanie tego ostatniego, aby go wyeliminować, wartość kąta wyprzedzenia zapłonu zmienia się zgodnie z jego sygnałami.

Tak generalnie wygląda układ zapewniający wtrysk paliwa, zasada działania powinna być dość jasna z jego składu i przeznaczenia poszczególnych elementów.

Rodzaje układów wtryskowych

Pomimo podanego wcześniej dość prostego opisu działania silnika wtryskowego, istnieje kilka odmian, które realizują podobną zasadę działania.

wtrysk jednopunktowy

To najprostsza realizacja zasady wtrysku. Jest praktycznie kompatybilny z każdym silnikiem gaźnikowym, różnica polega na wtrysku zamiast gaźnika. Jeśli gaźnik dostarcza paliwo do kolektora dolotowego, to przy wtrysku jednopunktowym benzyna jest wtryskiwana do kolektora dolotowego przez dyszę.

Jak w przypadku silnik gaźnika, podczas suwu ssania silnik zasysa gotową mieszankę paliwowo-powietrzną, a jego działanie praktycznie nie różni się od konwencjonalnego silnika. Zaletą takiego silnika będzie lepsza wydajność.

Wtrysk wielopunktowy

Stanowi kolejny etap doskonalenia silników wtryskowych. Na podstawie sygnałów ze sterownika podawane jest paliwo do każdego cylindra, ale także do kolektora dolotowego, czyli tzw. Zespoły paliwowe są przygotowywane na zewnątrz cylindra i wchodzą do cylindra już gotowe.
Przy takim wdrożeniu zasady silnika wtryskowego możliwe jest zapewnienie wielu korzyści związanych z silnikiem wtryskowym, o których wspomniano wcześniej.

bezpośredni wtrysk

To kolejny etap rozwoju silników wtryskowych. Wtrysk paliwa odbywa się bezpośrednio do komory spalania, co zapewnia najlepszą wydajność Praca na lodzie. Rezultatem takiego podejścia jest uzyskanie maksymalna moc, minimalne zużycie paliwa i najlepsza wydajność Bezpieczeństwo środowiska.

Wtrysk ICE to kolejny etap w rozwoju silnika benzynowego, znacznie poprawiający jego osiągi. W silnikach wykorzystujących układ wtrysku paliwa wzrost mocy, a także ekonomiczna efektywność ich pracy, mają znacznie mniejszy negatywny wpływ na środowisko.

W każdym nowoczesny samochód istnieje system zasilania paliwem. Jego zadaniem jest dostarczanie paliwa ze zbiornika do silnika, filtrowanie go, a także tworzenie mieszanki palnej z późniejszym wejściem do cylindrów silnika spalinowego. Jakie są rodzaje SPT i jaka jest ich różnica - omówimy to poniżej.

[ Ukryć ]

Informacje ogólne

Z reguły większość układów wtryskowych jest do siebie podobnych, zasadnicza różnica może leżeć w tworzeniu mieszanki.

Główne elementy układów paliwowych, niezależnie od tego, czy są to benzyna czy olej napędowy silniki chodzą przemówienie:

1. Zbiornik, w którym przechowywane jest paliwo. Zbiornik jest zbiornikiem wyposażonym w urządzenie pompujące, a także wkład filtrujący do oczyszczania paliwa z zanieczyszczeń.
2. Przewody paliwowe to zestaw rurek i węży przeznaczonych do dostarczania paliwa ze zbiornika do silnika.
3. Zespół formowania mieszanki przeznaczony do tworzenia mieszanki palnej, a także jej dalszego przekazywania do cylindrów, zgodnie z cyklem pracy bloku energetycznego.
4. moduł kontrolny. Znajduje zastosowanie w silnikach wtryskowych, wynika to z konieczności sterowania różnymi czujnikami, zaworami i dyszami.
5. Sama pompa. Z reguły w nowoczesnych samochodach stosowane są opcje podwodne. Taka pompa to mały silnik elektryczny podłączony do pompy cieczy. Urządzenie jest smarowane paliwem. Jeśli w zbiorniku gazu znajduje się mniej niż pięć litrów paliwa, może to doprowadzić do awarii silnika.

SPT na silniku ZMZ-40911.10

Cechy wyposażenia paliwowego

Aby spaliny w mniejszym stopniu zanieczyszczały środowisko, samochody wyposażone są w katalizatory. Ale z biegiem czasu stało się jasne, że ich stosowanie jest właściwe tylko wtedy, gdy w silniku powstaje wysokiej jakości mieszanina palna. Oznacza to, że jeśli występują odchylenia w tworzeniu emulsji, to skuteczność stosowania katalizatora jest znacznie zmniejszona, dlatego z biegiem czasu producenci samochodów przestawiali się z gaźników na wtryskiwacze. Jednak ich skuteczność również nie była szczególnie wysoka.

Aby system mógł automatycznie regulować wskaźniki, dodano do niego moduł sterujący. Jeśli oprócz katalizatora i sondy lambda zastosowano jednostkę sterującą, daje to całkiem niezłe osiągi.

Jakie są zalety takich systemów:

1. Możliwość zwiększenia Charakterystyka wydajności jednostka mocy. Na poprawna praca moc silnika może być wyższa niż 5% deklarowanej przez producenta.
2. Poprawa charakterystyka dynamiczna automatyczny. silniki wtryskowe wystarczająco wrażliwe na zmiany obciążeń, dzięki czemu mogą samodzielnie dostosować skład mieszanki palnej.
3. wykształcony w prawidłowe proporcje mieszanka palna może znacznie zmniejszyć objętość, a także toksyczność spalin.
4. Silniki wtryskowe, jak pokazała praktyka, uruchamiają się idealnie w każdym przypadku warunki pogodowe, w przeciwieństwie do gaźników. Oczywiście, jeśli nie mówimy o temperaturze -40 stopni (autorem wideo jest Siergiej Morozow).

Urządzenie układu wtrysku paliwa

Teraz sugerujemy zapoznanie się z urządzeniem do wstrzykiwań SPT. Wszystkie nowoczesne jednostki napędowe są wyposażone w dysze, ich liczba odpowiada liczbie zainstalowanych cylindrów, a te części są połączone ze sobą za pomocą rampy. Samo paliwo zawarte jest w nich pod niskim ciśnieniem, które powstaje dzięki urządzeniu pompującemu. Ilość dopływającego paliwa zależy od tego, jak długo dysza jest otwarta, a to z kolei jest sterowane przez moduł sterujący.

W celu regulacji urządzenie odbiera odczyty z różnych sterowników i czujników znajdujących się w różnych częściach samochodu, sugerujemy zapoznanie się z głównymi urządzeniami:

1. Przepływomierz lub DMRV. Jego celem jest określenie wypełnienia cylindra silnika powietrzem. W przypadku problemów z systemem jednostka sterująca ignoruje odczyty i wykorzystuje zwykłe dane z tabeli do tworzenia mieszanki.
2. TPS - pozycja przepustnicy. Jego zadaniem jest odzwierciedlenie obciążenia silnika, które wynika z położenia przepustnicy, prędkości obrotowej silnika, a także cyklicznego napełniania.
3. DTOŻ. Regulator temperatury przeciwzamrożeniowej w układzie pozwala na realizację sterowania wentylatorem, a także regulację dopływu paliwa i zapłonu. Oczywiście wszystko to jest korygowane przez jednostkę sterującą na podstawie odczytów DTOZH.
4. DPKV - pozycja wału korbowego. Jego celem jest synchronizacja działania SPT jako całości. Urządzenie oblicza nie tylko obroty jednostki napędowej, ale także położenie wału w określonym momencie. Samo urządzenie należy odpowiednio do kontrolerów biegunowych, jego awaria doprowadzi do niemożności obsługi samochodu.
5. sonda lambda lub czujnik tlenu. Służy do określenia ilości tlenu w spalinach. Dane z tego urządzenia są wysyłane do modułu sterującego, który na ich podstawie dostosowuje mieszankę palną (autorem filmu jest Avto-Blogger.ru).

Rodzaje układów wtryskowych na benzynowych ICE

Co to jest Jetronic, jakie są typy silników benzynowych SPT?

Przyjrzyjmy się bliżej kwestii odmian:

1. SPT z centralnym wtryskiem. W tym przypadku benzyny, dostawa benzyny realizowana jest dzięki wtryskiwaczom umieszczonym w kolektorze dolotowym. Ponieważ używany jest tylko jeden wtryskiwacz, te SPT są również nazywane wtryskiwaczami mo. Obecnie takie SPT nie mają znaczenia, więc po prostu nie są one przewidziane w nowocześniejszych samochodach. Główne zalety takich systemów to łatwość obsługi, a także: wysoka niezawodność. Jeśli chodzi o minusy, jest to zmniejszona przyjazność silnika dla środowiska, a także dość wysokie zużycie paliwa.
2. SPT z wtrysk portu lub K-Jetronic. W takich jednostkach benzyna jest dostarczana osobno do każdego cylindra, który jest wyposażony w dyszę. Sama mieszanina palna powstaje w kolektorze dolotowym. Do tej pory większość jednostek napędowych jest wyposażona właśnie w takie SPT. Ich główne zalety to dość wysoka przyjazność dla środowiska, akceptowalne zużycie benzyny, a także umiarkowane wymagania w stosunku do jakości zużywanej benzyny.
3. Z bezpośrednim wtryskiem. Ta opcja jest uważana za jedną z najbardziej postępowych, a także idealną. Zasada działania tego SPT polega na bezpośrednim wtrysku benzyny do cylindra. Jak pokazują wyniki licznych badań, takie SPT umożliwiają uzyskanie najbardziej optymalnego i wysokiej jakości składu mieszanki paliwowo-powietrznej. Co więcej, na każdym etapie pracy zespołu napędowego, co może znacząco usprawnić proces spalania mieszanki oraz znacznie zwiększyć sprawność silnika spalinowego oraz jego moc. I oczywiście zmniejsz ilość spalin. Należy jednak wziąć pod uwagę, że takie SPT mają również swoje wady, w szczególności bardziej złożoną konstrukcję, a także wysokie wymagania dotyczące jakości stosowanej benzyny.
4. SPT z wtryskiem kombinowanym. Ta opcja jest w rzeczywistości wynikiem połączenia PPT z wtryskiem rozproszonym i bezpośrednim. Z reguły stosuje się go w celu zmniejszenia ilości substancji toksycznych uwalnianych do atmosfery, a także spalin. W związku z tym służy do zwiększenia wskaźników przyjazności silnika dla środowiska.
5. System L-Jetronic nadal stosowany w silnikach benzynowych. To jest podwójny układ wtrysku paliwa.

Galeria zdjęć „Odmiany systemów benzynowych”

Rodzaje układów wtryskowych do silników spalinowych Diesla

Główne rodzaje SPT w silnikach wysokoprężnych:

1. Pompa wtryskowa. Takie SPT służą do zasilania, a także dalszego wtrysku powstałej emulsji pod wysokim ciśnieniem za pomocą dysz pompowych. Główną cechą takich SPT jest to, że pompowtryskiwacze wykonują opcje generowania ciśnienia, a także wtrysk bezpośredni. Takie SPT mają również swoje wady, w szczególności mówimy o pompie wyposażonej w specjalny napęd typu stałego od wał rozrządczy jednostka mocy. Ten węzeł nie jest odłączony, odpowiednio przyczynia się zwiększone zużycie konstrukcje w ogóle.
2. Właśnie z powodu ostatnia wada większość producentów preferuje wtrysk common rail lub akumulator. Ta opcja jest uważana za bardziej idealną dla wielu jednostek wysokoprężnych. SPT ma taką nazwę w wyniku zastosowania ramy paliwowej - głównego elementu konstrukcyjnego. Rampa jest używana dla wszystkich dysz. W takim przypadku doprowadzenie paliwa do dysz odbywa się z samej rampy, można to nazwać baterią wysokie ciśnienie krwi.
   Dostawa paliwa odbywa się w trzech etapach - wstępnym, głównym i dodatkowym. Taki rozkład umożliwia zmniejszenie hałasu i wibracji podczas pracy jednostki napędowej, aby jego praca była bardziej wydajna, w szczególności mówimy o procesie zapłonu mieszanki. Ponadto pozwala również na zmniejszenie ilości szkodliwych emisji do środowiska.

Niezależnie od rodzaju SPT, jednostki diesla są również kontrolowane przez urządzenia elektroniczne lub mechaniczne. W wersjach mechanicznych urządzenia kontrolują poziom ciśnienia i objętości składników mieszanki oraz moment wtrysku. W przypadku opcji elektronicznych pozwalają na więcej Efektywne zarządzanie jednostka mocy.

Na przełomie lat 60. i 70. XX wieku problem zanieczyszczeń stał się dotkliwy. środowisko odpady przemysłowe, wśród których znaczną część stanowiły spaliny pojazdów. Do tego czasu skład produktów spalania silników wewnętrzne spalanie nikt nie był zainteresowany. W celu maksymalne wykorzystanie powietrza podczas procesu spalania i osiągania maksymalnej możliwej mocy silnika, skład mieszanki uregulowano w taki sposób, aby zawierała nadmiar benzyny.

W efekcie w produktach spalania całkowicie nie było tlenu, ale pozostało niespalone paliwo, a substancje szkodliwe dla zdrowia powstają głównie podczas niepełnego spalania. W celu zwiększenia mocy projektanci zainstalowali pompy przyspieszenia na gaźnikach, które wstrzykiwały paliwo do kolektora dolotowego za każdym razem mocne wciskanie na pedale przyspieszenia, czyli kiedy potrzebujesz gwałtownego przyspieszenia samochodu. W takim przypadku do cylindrów dostaje się nadmierna ilość paliwa, która nie odpowiada ilości powietrza.

W ruchu miejskim pompa gazu działa na prawie wszystkich skrzyżowaniach z sygnalizacją świetlną, gdzie samochody muszą albo szybko się zatrzymać, albo szybko się poruszać. Niepełne spalanie występuje również, gdy silnik pracuje na na biegu jałowym zwłaszcza podczas hamowania silnikiem. Gdy przepustnica jest zamknięta, powietrze przepływa przez kanały bezczynny ruch gaźnik z wysoka prędkość zassanie zbyt dużej ilości paliwa.

Ze względu na znaczne podciśnienie w rurociąg wlotowy do cylindrów zasysana jest niewielka ilość powietrza, ciśnienie w komorze spalania pozostaje stosunkowo niskie pod koniec suwu sprężania, proces spalania jest nadmierny bogata mieszanka przechodzi powoli, aw spalinach pozostaje dużo niespalonego paliwa. Opisane tryby pracy silnika gwałtownie zwiększają zawartość toksycznych związków w produktach spalania.

Stało się oczywiste, że w celu ograniczenia szkodliwych emisji do atmosfery dla ludzkiego życia konieczna jest radykalna zmiana podejścia do projektowania urządzeń paliwowych.

Aby ograniczyć szkodliwe emisje do układu wydechowego, zaproponowano zainstalowanie katalizatora spalin. Ale katalizator działa skutecznie tylko wtedy, gdy w silniku spalana jest tak zwana normalna mieszanka paliwowo-powietrzna (stosunek wagowy powietrze/benzyna 14,7:1). Wszelkie odchylenia składu mieszanki od podanego prowadziły do ​​spadku wydajności jej pracy i przyspieszonej awarii. Do stabilnego utrzymania takiego stosunku mieszaniny roboczej systemy gaźnikowe nie były już odpowiednie. Alternatywą mogą stać się tylko systemy wtryskowe.

Pierwsze systemy były czysto mechaniczne z niewielkim wykorzystaniem elementów elektronicznych. Jednak praktyka stosowania tych systemów pokazała, że ​​parametry mieszanki, na której stabilność liczyli twórcy, zmieniają się wraz z użytkowaniem samochodu. Wynik ten jest całkiem naturalny, biorąc pod uwagę zużycie i zanieczyszczenie elementów układu oraz samego silnika spalinowego w okresie jego eksploatacji. Pojawiło się pytanie o system, który mógłby sam się korygować w trakcie pracy, elastycznie przesuwając warunki przygotowania mieszaniny roboczej w zależności od warunków zewnętrznych.

Następnie znaleziono wyjście. Wprowadzony do układu wtryskowego opinia- w układzie wydechowym, bezpośrednio przed katalizatorem, umieścili czujnik zawartości tlenu w spalinach tzw. sondę lambda. Ten system został opracowany już z uwzględnieniem obecności takiego elementu podstawowego dla wszystkich kolejnych systemów, jak elektroniczna jednostka sterująca (ECU). Na podstawie sygnałów z sondy lambda ECU dostosowuje dopływ paliwa do silnika, dokładnie utrzymując pożądany skład mieszaniny.

Do tej pory silnik wtryskowy (lub po rosyjsku wtrysk) prawie całkowicie zastąpił przestarzały
system gaźnika. Silnik wtryskowy znacznie poprawia osiągi i moc auta
(dynamika przyspieszenia, charakterystyka środowiskowa, zużycie paliwa).

Systemy wtryskowe zasilanie paliwem ma następujące główne zalety w porównaniu z gaźnikiem:

• dokładne dawkowanie paliwa, a co za tym idzie bardziej ekonomiczne zużycie paliwa.
• zmniejszenie toksyczności spalin. Osiąga się to dzięki optymalnej mieszance paliwowo-powietrznej oraz zastosowaniu czujników parametrów spalin.
• wzrost mocy silnika o około 7-10%. Występuje dzięki ulepszonemu napełnianiu cylindrów, optymalnemu ustawieniu kąta wyprzedzenia zapłonu odpowiadającemu trybowi pracy silnika.
• poprawa właściwości dynamiczne samochód. Układ wtryskowy natychmiast reaguje na wszelkie zmiany obciążenia, dostosowując parametry mieszanki paliwowo-powietrznej.
• łatwość uruchamiania niezależnie od warunków pogodowych.

Urządzenie i zasada działania (na przykładzie elektronicznego systemu wtrysku rozproszonego)

W nowoczesnym silniki wtryskowe Każdy cylinder ma swój własny wtryskiwacz. Wszystkie wtryskiwacze połączone są z listwą paliwową, w której paliwo znajduje się pod ciśnieniem, co tworzy elektryczną pompę paliwową. Ilość wtryskiwanego paliwa zależy od czasu otwarcia wtryskiwacza. Moment otwarcia jest regulowany przez elektroniczną jednostkę sterującą (kontroler) na podstawie danych, które przetwarza z różnych czujników.

Czujnik masowego przepływu powietrza służy do obliczania cyklicznego napełniania butli. wymierzony przepływ masy powietrze, które jest następnie przeliczane przez program na cykliczne napełnianie butli. W przypadku awarii czujnika jego odczyty są ignorowane, obliczenia oparte są na tabelach awaryjnych.

Czujnik położenia przepustnicy służy do obliczania współczynnika obciążenia silnika i jego zmian w zależności od kąta otwarcia przepustnicy, prędkości obrotowej silnika i cyklicznego napełniania.

Czujnik temperatury płynu chłodzącego służy do określania korekcji dopływu paliwa i zapłonu od temperatury oraz do sterowania wentylatorem elektrycznym. W przypadku awarii czujnika jego odczyty są ignorowane, temperatura pobierana jest z tabeli w zależności od czasu pracy silnika.

Czujnik położenia wału korbowego służy do ogólnej synchronizacji układu, obliczania prędkości obrotowej silnika i położenia wału korbowego w określonych momentach. DPKV - czujnik biegunowy. Jeśli zostanie włączony nieprawidłowo, silnik nie uruchomi się. Jeśli czujnik ulegnie awarii, działanie systemu jest niemożliwe. To jedyny „istotny” czujnik w systemie, w którym ruch samochodu jest niemożliwy. Wypadki wszystkich pozostałych czujników pozwalają na samodzielne dotarcie do serwisu samochodowego.

Czujnik tlenu jest przeznaczony do określania stężenia tlenu w spalinach. Wykorzystywane są informacje dostarczane przez czujnik jednostka elektroniczna sterowanie, aby dostosować ilość dostarczanego paliwa. Czujnik tlenu stosuje się tylko w układach z katalizatorem dla norm toksyczności Euro-2 i Euro-3 (Euro-3 wykorzystuje dwa czujniki tlenu - przed i za katalizatorem).

Czujnik stuków służy do kontroli stukania. Po wykryciu tego ostatniego ECU włącza algorytm tłumienia detonacji, szybko dostosowując czas zapłonu.

Wymienione tutaj są tylko niektóre z głównych czujników wymaganych do działania systemu. Konfiguracja czujników w różnych pojazdach zależy od układu wtryskowego, norm toksyczności itp.

Na podstawie wyników przeglądu czujników zdefiniowanych w programie, program ECU steruje elementami wykonawczymi, w skład których wchodzą: wtryskiwacze, pompa benzynowa, moduł zapłonowy, regulator obrotów biegu jałowego, zawór adsorpcyjny do układu odzysku oparów benzyny, wentylator układu chłodzenia itp. (znów wszystko zależy od konkretnego modelu)

Spośród wszystkich powyższych, być może nie wszyscy wiedzą, czym jest adsorber. Adsorber jest elementem obiegu zamkniętego do recyrkulacji oparów benzyny. Normy Euro-2 zabraniają kontaktu wentylacji zbiornika gazu z atmosferą, opary benzyny muszą być zbierane (adsorbowane) i wysyłane do butli w celu dopalenia po oczyszczeniu. Na silnik na biegu jałowym opary benzyny przedostają się do adsorbera ze zbiornika i kolektora dolotowego, gdzie są pochłaniane. Po uruchomieniu silnika adsorber na polecenie ECU zostaje przedmuchany strumieniem powietrza zasysanego przez silnik, którego opary są odprowadzane i spalane w komorze spalania.

Rodzaje układów wtrysku paliwa

W zależności od ilości dysz i miejsca podawania paliwa, układy wtryskowe dzielą się na trzy typy: jednopunktowe lub monowtryskowe (jedna dysza w kolektorze dolotowym dla wszystkich cylindrów), wielopunktowe lub rozdzielone (każdy cylinder ma swoje własna dysza doprowadzająca paliwo do kolektora) oraz bezpośrednia (paliwo podawane jest przez wtryskiwacze bezpośrednio do cylindrów, podobnie jak w silnikach diesla).

wtrysk jednopunktowy prostszy, jest mniej wypełniony elektroniką sterującą, ale także mniej wydajny. Elektronika sterująca pozwala na pobranie informacji z czujników i natychmiastową zmianę parametrów wtrysku. Ważne jest również to, że można je łatwo przystosować do monoiniekcji silniki gaźnikowe prawie bez zmian konstrukcyjnych i zmian technologicznych w produkcji. Wtrysk jednopunktowy ma przewagę nad gaźnikiem pod względem oszczędności paliwa, przyjazności dla środowiska oraz względnej stabilności i niezawodności parametrów. Ale w reakcji przepustnicy silnika wtrysk jednopunktowy traci. Kolejna wada: przy zastosowaniu wtrysku jednopunktowego, a także przy użyciu gaźnika, do 30% benzyny osadza się na ściankach kolektora.

Systemy wtrysku jednopunktowego były z pewnością krokiem naprzód w stosunku do systemy gaźnikoweżywności, ale nie spełniają już nowoczesnych wymagań.

Systemy są bardziej zaawansowane wtrysk wielopunktowy, w którym doprowadzenie paliwa do każdego cylindra odbywa się indywidualnie. Wtrysk rozproszony jest mocniejszy, bardziej ekonomiczny i bardziej złożony. Zastosowanie takiego wtrysku zwiększa moc silnika o około 7-10 proc. Główne zalety wtrysku rozproszonego:

• możliwość automatycznej regulacji przy różnych prędkościach i odpowiednio poprawy napełniania cylindrów, w wyniku czego przy tej samej mocy maksymalnej samochód przyspiesza znacznie szybciej;
• benzyna jest wtryskiwana blisko zawór wlotowy, co znacznie ogranicza straty wynikające z osiadania w kolektorze dolotowym oraz pozwala na bardziej precyzyjną regulację dopływu paliwa.

Jak dalej i skuteczny środek w optymalizacji spalania mieszanki i zwiększeniu wydajności silnika benzynowego wdraża proste
zasady. Mianowicie: dokładniej rozpyla paliwo, lepiej miesza je z powietrzem i sprawniej usuwa gotową mieszankę w różnych trybach pracy silnika. W rezultacie silniki z wtryskiem bezpośrednim zużywają mniej paliwa niż konwencjonalne silniki „wtryskowe” (zwłaszcza gdy cicha jazda przy niskiej prędkości) przy tej samej objętości roboczej zapewniają intensywniejsze przyspieszenie samochodu; mają czystszy wydech; Gwarantują wyższą wydajność litrową ze względu na wyższy stopień sprężania oraz efekt chłodzenia powietrza podczas odparowywania paliwa w cylindrach. Jednocześnie potrzebują wysokiej jakości benzyna o niskiej zawartości siarki i zanieczyszczeń mechanicznych w celu zapewnienia normalnej pracy urządzeń paliwowych.

I właśnie główną rozbieżnością między GOST, obowiązującymi obecnie w Rosji i na Ukrainie, a normami europejskimi, jest podwyższona zawartość siarki, węglowodorów aromatycznych i benzenu. Np. norma rosyjsko-ukraińska dopuszcza obecność 500 mg siarki w 1 kg paliwa, podczas gdy Euro-3 - 150 mg, Euro-4 - tylko 50 mg, a Euro-5 - tylko 10 mg. Siarka i woda mogą aktywować procesy korozji na powierzchni części, a zanieczyszczenia są źródłem zużycia ściernego kalibrowanych otworów dysz i par nurników pomp. W wyniku zużycia spada ciśnienie robocze pompy i pogarsza się jakość rozpylenia benzyny. Wszystko to znajduje odzwierciedlenie w charakterystyce silników i równomierności ich pracy.

Jako pierwszy zastosował silnik z wtryskiem bezpośrednim samochód fabryczny Firma Mitsubishi. Dlatego urządzenie i zasady działania wtrysku bezpośredniego rozważymy na przykładzie silnika GDI (Benzyna). bezpośredni wtrysk). Silnik GDI może pracować w trybie spalania bardzo ubogiej mieszanki paliwowo-powietrznej: stosunek masy powietrza do paliwa wynosi do 30-40:1.

Maksymalny możliwy stosunek dla tradycyjnych silników wtryskowych z wtryskiem rozproszonym to 20-24:1 (warto przypomnieć, że optymalny, tzw. stechiometryczny skład to 14,7:1 - jeśli będzie więcej powietrza, mieszanka uboga po prostu będzie nie zapalać. W silniku GDI rozpylone paliwo znajduje się w cylindrze w postaci chmury skupionej wokół świecy zapłonowej.

Dlatego też, chociaż mieszanina jest ogólnie zbyt uboga, jest zbliżona do składu stechiometrycznego na świecy zapłonowej i łatwo się zapala. Jednocześnie uboga mieszanina w pozostałej części objętości ma znacznie mniejszą skłonność do detonacji niż stechiometryczna. Ta ostatnia okoliczność pozwala zwiększyć stopień sprężania, a tym samym zwiększyć zarówno moc, jak i moment obrotowy. Z uwagi na to, że gdy paliwo jest wtryskiwane i odparowywane do cylindra, ładunek powietrza jest schładzany - napełnienie cylindrów nieco się poprawia, a prawdopodobieństwo detonacji ponownie maleje.

Główne różnice konstrukcyjne między wtryskiem GDI a wtryskiem konwencjonalnym:

Wysokociśnieniowa pompa paliwowa (TNVD). Pompa mechaniczna (podobnie jak pompa wtryskowa silnika wysokoprężnego) wytwarza ciśnienie 50 barów (w silniku wtryskowym pompa elektryczna w zbiorniku wytwarza ciśnienie około 3-3,5 bara w przewodzie).

• Dysze wysokociśnieniowe z rozpylaczami wirowymi tworzą kształt strugi paliwa zgodnie z trybem pracy silnika. W trybie mocy wtrysk następuje w trybie dolotowym i powstaje stożkowy strumień powietrzno-paliwowy. W trybie mieszanki ultra-ubogiej wtrysk następuje pod koniec suwu sprężania i powstaje zwarte paliwo pneumatyczne.
  palnik, który wklęsła denko tłoka wysyła bezpośrednio do świecy zapłonowej.
• Tłok. W dnie wykonane jest wgłębienie o specjalnym kształcie, za pomocą którego mieszanina paliwowo-powietrzna kierowana jest w okolice świecy zapłonowej.
• kanały wlotowe. W silniku GDI zastosowano pionowe kanały dolotowe, które zapewniają powstawanie tzw. w cylindrze. „odwrócony wir”, kierowanie mieszanka paliwowo-powietrzna do świecy i usprawnienia napełniania cylindrów powietrzem (w konwencjonalnym silniku wir w cylindrze jest skręcony w przeciwnym kierunku).

Tryby pracy silnika GDI

W sumie istnieją trzy tryby pracy silnika:

• Tryb spalania super ubogiego (wtrysk paliwa na suwie sprężania).
• Tryb mocy (wtrysk na suwie ssania).
• Tryb dwustopniowy (wtrysk na suw ssania i sprężania) (stosowany w modyfikacjach euro).

Tryb spalania super ubogiego(wtrysk paliwa na suwie sprężania). Ten tryb jest używany do lekkich ładunków: do cichej jazdy po mieście oraz podczas jazdy poza miastem ze stałą prędkością (do 120 km/h). Paliwo jest wtryskiwane zwartym strumieniem pod koniec suwu sprężania w kierunku tłoka, odbija się od tłoka, miesza się z powietrzem i odparowuje w kierunku obszaru świecy zapłonowej. Chociaż mieszanka w głównej objętości komory spalania jest wyjątkowo uboga, ładunek w obszarze świecy jest wystarczająco bogaty, aby zapalić się iskrą i zapalić resztę mieszanki. W rezultacie silnik pracuje stabilnie nawet przy całkowitym stosunku powietrza do paliwa w cylindrze wynoszącym 40:1.

Praca silnika na bardzo ubogiej mieszance nowy problem– neutralizacja wypełnionych gazów. Faktem jest, że w tym trybie ich głównym udziałem są tlenki azotu, a więc zwykle katalizator staje się nieskuteczny. Aby rozwiązać ten problem zastosowano recyrkulację spalin (EGR-Exhaust Gas Recirculation), która radykalnie zmniejsza ilość powstających tlenków azotu oraz zainstalowano dodatkowy katalizator NO.

Układ EGR poprzez „rozcieńczenie” mieszanki paliwowo-powietrznej spalinami obniża temperaturę spalania w komorze spalania, tym samym „tłumiąc” aktywne tworzenie się szkodliwych tlenków, w tym NOx. Nie jest jednak możliwe zapewnienie pełnej i stabilnej neutralizacji NOx tylko dzięki EGR, ponieważ wraz ze wzrostem obciążenia silnika, ilość omijanych spalin musi zostać zmniejszona. Dlatego do silnika z bezpośrednim wtryskiem wprowadzono katalizator NO.

Istnieją dwa rodzaje katalizatorów do redukcji emisji NOx – selektywne (Selective Reduction Type) oraz
typ przechowywania (typ pułapki NOx). Katalizatory magazynowe są bardziej wydajne, ale są niezwykle wrażliwe na paliwa o wysokiej zawartości siarki, która jest mniej podatna na paliwa selektywne. Zgodnie z tym katalizatory magazynowe są instalowane w modelach dla krajów o niskiej zawartości siarki w benzynie, a selektywne - dla reszty.

Tryb zasilania(wtrysk na suwie ssania). Tak zwany „tryb mieszanki jednorodnej” służy do intensywnej jazdy miejskiej, szybkiego ruchu podmiejskiego i wyprzedzania. Paliwo jest wtryskiwane na suwie ssania za pomocą stożkowego palnika, mieszając się z powietrzem i tworząc jednorodną mieszankę, jak w silnik konwencjonalny z rozproszonym wtryskiem. Skład mieszaniny jest zbliżony do stechiometrycznego (14.7:1)

Tryb dwuetapowy(wtrysk na suw ssania i sprężania). Ten tryb pozwala na zwiększenie momentu obrotowego silnika, gdy kierowca poruszając się z małą prędkością mocno naciska pedał przyspieszenia. Gdy silnik pracuje na niskich obrotach i nagle dostarczana jest do niego bogata mieszanka, wzrasta prawdopodobieństwo detonacji. Dlatego wstrzyknięcie odbywa się w dwóch etapach. Podczas suwu ssania do cylindra wtryskiwana jest niewielka ilość paliwa, która chłodzi powietrze w cylindrze. W tym przypadku cylinder jest wypełniony mieszaniną ultra-słabą (około 60:1), w której nie zachodzą procesy detonacyjne. Następnie na końcu baru
kompresji, dostarczany jest kompaktowy strumień paliwa, który doprowadza stosunek powietrza do paliwa w cylindrze do „bogatego” 12:1.

Dlaczego ten tryb został wprowadzony tylko dla samochodów? Rynek europejski? Tak, ponieważ Japonia nie jest nieodłączną częścią wysokie prędkości ruch i stałe korki, a Europa to długie autostrady i duże prędkości (a co za tym idzie, duże obciążenia silnika).

Mitsubishi jest pionierem w stosowaniu bezpośredniego wtrysku paliwa. Do tej pory z podobnej technologii korzystają Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) i Toyota (JIS). Główna zasada działanie tych systemów zasilania jest podobne - podaż benzyny nie jest przewód wlotowy, ale bezpośrednio do komory spalania i tworzenie się warstwowej lub jednorodnej mieszanki w różne tryby praca motoryczna. Ale takie układy paliwowe również mają różnice, a czasem dość znaczące. Główne z nich to ciśnienie robocze w system paliwowy, położenie dysz i ich konstrukcję.