- „Co to jest wtrysk paliwa”. Samochodowe układy wtryskowe, przeznaczenie, rodzaje układów wtryskowych do silników benzynowych i wysokoprężnych Układy wtryskowe do silników benzynowych

Nowoczesne samochody są wyposażone w różne systemy z wtryskiem paliwa. W silnikach gazowych mieszanina paliwa i powietrza jest wymuszana przez iskrę.

Istotnym elementem jest układ wtrysku paliwa. Dysza jest głównym elementem roboczym każdego układu wtryskowego.

Silniki benzynowe są wyposażone w układy wtryskowe, które różnią się między sobą sposobem mieszania paliwa i powietrza:

• systemy centralnego wtrysku;
• rozproszone systemy wtryskowe;
• systemy bezpośredniego wtrysku.

Centralny wtrysk, zwany inaczej Monojetronic, jest wykonywany przez jedną centralną dyszę elektromagnetyczną, która wtryskuje paliwo do kolektora dolotowego. To trochę przypomina gaźnik. Teraz samochody z takim układem wtryskowym nie są produkowane, ponieważ samochód z takim układem ma również niskie właściwości środowiskowe samochodu.

System rozproszonego wtrysku był przez lata stale ulepszany. System się uruchomił K-jetronic. Wtrysk był mechaniczny, co dawało mu dobrą niezawodność, ale zużycie paliwa było bardzo wysokie. Paliwo było dostarczane nie w sposób ciągły, ale w sposób ciągły. Ten system został zastąpiony przez system Ke jetronic.

Nie różniła się niczym K-jetronic, ale istniała elektroniczna jednostka sterująca (ECU), która pozwoliła nieznacznie zmniejszyć zużycie paliwa. Ale ten system nie przyniósł oczekiwanych rezultatów. System się pojawił L-jetronic.

W którym komputer pobierał sygnały z czujników i wysyłał impuls elektromagnetyczny do każdego wtryskiwacza. System miał dobre wskaźniki ekonomiczne i środowiskowe, ale projektanci nie poprzestali na tym i opracowali zupełnie nowy system Motronic.

Jednostka sterująca zaczęła kontrolować zarówno wtrysk paliwa, jak i układ zapłonowy. Lepiej było spalać paliwo w cylindrze, zwiększać moc silnika, zmniejszać zużycie paliwa i szkodliwe emisje. We wszystkich opisanych wyżej systemach wtrysk odbywa się za pomocą osobnej dyszy dla każdego cylindra do kolektora dolotowego, gdzie powstaje mieszanina paliwa z powietrzem, która wchodzi do cylindra.

Najbardziej obiecującym obecnie systemem jest system bezpośredniego wtrysku.

Istotą tego systemu jest to, że paliwo jest wtryskiwane natychmiast do komory spalania każdego cylindra i już tam miesza się z powietrzem. System określa i dostarcza optymalny skład mieszanki do cylindra, który zapewnia dobrą moc w różnych trybach pracy silnika, dobrą ekonomikę i wysokie właściwości środowiskowe silnika.

Z drugiej strony silniki z tym układem wtryskowym mają wyższą cenę w porównaniu do swoich poprzedników, ze względu na złożoność ich konstrukcji. Ponadto ten system jest bardzo wymagający pod względem jakości paliwa.

  »Układ wtrysku paliwa - schematy i zasada działania

Różne systemy i rodzaje wtrysku paliwa.

Wtryskiwacz paliwa  - To nic innego jak automatyczny zawór sterowany. Wtryskiwacze paliwa są częścią układu mechanicznego, który wtryskuje paliwo do komór spalania w określonych odstępach czasu. Wtryskiwacze paliwa mogą otwierać się i zamykać wiele razy w ciągu jednej sekundy. W ostatnich latach gaźniki stosowane wcześniej do dostarczania paliwa zostały praktycznie zastąpione wtryskiwaczami.

• Wtryskiwacz przepustnicy.

Korpus przepustnicy jest najłatwiejszym rodzajem wtrysku. Podobnie jak gaźniki, wtryskiwacz przepustnicy znajduje się w górnej części silnika. Takie wtryskiwacze bardzo przypominają gaźniki, z wyjątkiem ich pracy. Podobnie jak gaźniki, nie mają miski paliwa ani dysz. W tej formie dysze przekazują go bezpośrednio do komór spalania.

• System ciągłego wtrysku.

Jak sama nazwa wskazuje, następuje ciągły przepływ paliwa z dysz. Jego wejście do cylindrów lub rurek jest kontrolowane przez zawory dolotowe. W ciągłym wtrysku zachodzi ciągły przepływ paliwa o zmiennej prędkości.

• Centralny port wtrysku (CPI).

W tym schemacie zastosowano specjalny rodzaj zaworu, tak zwane płyty zaworowe „елки”. Tarcze zaworowe są zaworami służącymi do kontrolowania wlotu i wylotu paliwa do cylindra. To atomizuje paliwo przy każdym wlocie za pomocą rurki przymocowanej do centralnego wtryskiwacza.

• Wieloportowy lub wielopunktowy wtrysk paliwa - schemat działania.

Jeden z bardziej zaawansowanych systemów wtrysku paliwa w naszych czasach nazywa się „wtryskiem wielopunktowym lub wieloportowym”. Jest to dynamiczny rodzaj wtrysku, który zawiera osobną dyszę dla każdego cylindra. W wieloportowym systemie wtrysku paliwa wszystkie dysze rozpylają go jednocześnie. Jednoczesny wtrysk wielopunktowy jest jednym z najbardziej zaawansowanych ustawień mechanicznych, który umożliwia natychmiastowe zapalenie się paliwa w cylindrze. W rezultacie dzięki wielopunktowemu wtryskowi paliwa kierowca otrzyma szybką odpowiedź.

Nowoczesne schematy wtrysku paliwa to raczej złożone skomputeryzowane systemy mechaniczne, które nie ograniczają się do wtryskiwaczy paliwa. Cały proces jest kontrolowany przez komputer. Różne szczegóły reagują zgodnie z tymi instrukcjami. Istnieje wiele czujników, które dostosowują się, wysyłając ważne informacje do komputera. Istnieją różne czujniki monitorujące zużycie paliwa, poziomy tlenu i inne.

Chociaż ten schemat układu paliwowego jest bardziej złożony, praca jego różnych części jest bardzo dopracowana. Pomaga kontrolować poziom tlenu i zużycie paliwa, co pomoże uniknąć niepotrzebnego zużycia paliwa w silniku. Wtryskiwacz paliwa daje Twojemu samochodowi możliwość wykonywania zadań z dużą dokładnością.

W przypadku różnych układów paliwowych często pojawia się potrzeba płukania za pomocą specjalnego sprzętu.

Istota schematu bezpośredniego wtrysku do komory spalania

Dla osoby, która nie ma technicznego myślenia, zrozumienie tego problemu jest niezwykle trudnym zadaniem. Ale nadal konieczna jest znajomość różnic między tą modyfikacją silnika a wtryskiem lub gaźnikiem. Po raz pierwszy w modelu Mercedes-Benz z 1954 roku zastosowano silniki z bezpośrednim wtryskiem, ale ta modyfikacja stała się bardzo popularna dzięki firmie Mitsubishi o nazwie Gasoline Direct Injection.

I od tego czasu ten projekt był używany przez wiele znanych marek, takich jak:

• Nieskończoność
• Ford
• General Motors,
• Hyundai,
• Mercedes-Benz
• Mazda

Ponadto każda z firm używa własnej nazwy dla danego systemu. Ale zasada działania pozostaje taka sama.

Popularność układu wtryskowego jest promowana przez wskaźniki jego wydajności i przyjazności dla środowiska, ponieważ jego zastosowanie znacznie zmniejsza emisję szkodliwych substancji do atmosfery.

Główne cechy układu wtrysku paliwa

Podstawową zasadą tego systemu jest to, że paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do cylindrów silnika. Do działania układu zwykle wymagana jest obecność dwóch pomp paliwowych:

1. pierwszy znajduje się w zbiorniku z benzyną,
2. drugi jest na silniku.

Co więcej, druga to pompa wysokociśnieniowa, która czasami wytwarza więcej niż 100 barów. Jest to warunek konieczny do działania, ponieważ paliwo wchodzi do cylindra podczas suwu sprężania. Wysokie ciśnienie jest głównym powodem specjalnej konstrukcji dysz, które są wykonane w postaci teflonowych pierścieni uszczelniających.

Ten układ paliwowy, w przeciwieństwie do konwencjonalnego układu wtryskowego, jest wewnętrznym układem formowania mieszanki z warstwowym lub jednolitym formowaniem masy powietrzno-paliwowej. Sposób tworzenia mieszaniny zmienia się wraz ze zmianą obciążenia silnika. Rozumiemy działanie silnika z warstwowym i jednolitym tworzeniem mieszanki paliwowo-powietrznej.

Pracuj z warstwową formacją mieszanki paliwowej

Ze względu na charakter konstrukcji kolektora (obecność klap zamykających dna) dostęp do dna jest zablokowany. Podczas skoku wlotowego powietrze wchodzi do górnej części cylindra, po pewnym obrocie wału korbowego przy skoku sprężania następuje wtrysk paliwa, który wymaga dużego ciśnienia pompy. Następnie powstałą mieszaninę rozbija się za pomocą wiru powietrznego na świecy. W chwili iskry benzyna będzie już dobrze wymieszana z powietrzem, co przyczynia się do wysokiej jakości spalania. W tym przypadku szczelina powietrzna tworzy rodzaj skorupy, która zmniejsza straty i zwiększa wydajność, a tym samym zmniejsza zużycie paliwa.

Należy zauważyć, że praca z warstwowym wtryskiem paliwa jest najbardziej obiecującym kierunkiem, ponieważ w tym trybie możliwe jest osiągnięcie najbardziej optymalnego spalania paliwa.

Równomierne tworzenie się mieszanki paliwowej

W takim przypadku trwające procesy są jeszcze łatwiejsze do zrozumienia. Paliwo i powietrze niezbędne do spalania prawie jednocześnie wchodzą do cylindra silnika przy suwie ssania. Nawet zanim tłok osiągnie górny martwy punkt, mieszanka paliwowo-powietrzna jest w stanie mieszanym. Z powodu wysokiego ciśnienia wtrysku powstaje mieszanka wysokiej jakości. System przełącza się z jednego trybu pracy na inny ze względu na analizę przychodzących danych. Powoduje to wzrost wydajności silnika.

Główne wady wtrysku paliwa

Wszystkie zalety układu z bezpośrednim wtryskiem paliwa osiąga się tylko przy użyciu benzyny, której jakość spełnia określone kryteria. Powinny zostać uporządkowane. Wymagania dotyczące liczby oktanowej systemu nie mają dużych funkcji. Dobre chłodzenie mieszanki paliwowo-powietrznej osiąga się również dzięki zastosowaniu benzyny o liczbie oktanowej od 92 do 95.

Najostrzejsze wymagania stawiane są specjalnie do oczyszczania benzyny, jej składu, zawartości ołowiu, siarki i brudu. Siarka w ogóle nie powinna być, ponieważ jej obecność doprowadzi do szybkiego pogorszenia się wyposażenia paliwowego i awarii elektroniki. Do wad należy również wzrost kosztów systemu. Wynika to ze złożoności projektu, co z kolei prowadzi do wzrostu kosztów komponentów.

Podsumowanie

Analizując powyższe informacje, możemy śmiało stwierdzić, że układ z bezpośrednim wtryskiem paliwa do komory spalania jest bardziej obiecujący i nowoczesny niż wtrysk z dystrybucją. Pozwala znacznie zwiększyć wydajność silnika ze względu na wysoką jakość mieszanki paliwowo-powietrznej. Główną wadą tego systemu jest obecność wysokich wymagań dotyczących jakości benzyny, wysokich kosztów naprawy i konserwacji. A przy stosowaniu benzyny niskiej jakości znacznie wzrasta potrzeba częstszych napraw i konserwacji.

Gdzie znajduje się zawór EGR - czyszczenie lub jak podłączyć EGR Rotary Diesel - Konstrukcja silnika
Układ hamulcowy samochodu - naprawa lub wymiana Olej napędowy nie uruchamia się, awarie i przyczyny
Układ chłodzenia silnika samochodu, zasada działania, awarie

Na przełomie lat 60. i 70. XX wieku istniał ostry problem zanieczyszczenia środowiska odpadami przemysłowymi, wśród których znaczną część stanowiły spaliny samochodowe. Do tego czasu nikt nie był zainteresowany składem produktów spalania silników spalinowych. Aby zmaksymalizować wykorzystanie powietrza w procesie spalania i osiągnąć maksymalną możliwą moc silnika, skład mieszanki dostosowano tak, aby zawierała nadmiar benzyny.

W rezultacie tlen był całkowicie nieobecny w produktach spalania, jednak pozostało niespalone paliwo, a substancje szkodliwe dla zdrowia powstają głównie podczas niepełnego spalania. W celu zwiększenia mocy projektanci zainstalowali pompy przyspieszające na gaźniku, które wtryskują paliwo do kolektora dolotowego przy każdym ostrym nacisku na pedał przyspieszenia, tj. gdy wymagane jest gwałtowne przyspieszenie samochodu. W takim przypadku do cylindrów dostaje się nadmierna ilość paliwa, która nie odpowiada ilości powietrza.

W ruchu miejskim pompa przyspieszenia jest uruchamiana na prawie wszystkich skrzyżowaniach z sygnalizacją świetlną, gdzie samochody muszą się zatrzymać lub szybko ruszyć. Niepełne spalanie występuje również, gdy silnik pracuje na biegu jałowym, a zwłaszcza podczas hamowania silnikiem. Przy zamkniętej przepustnicy powietrze przepływa z dużą prędkością przez wolne kanały gaźnika, zasysając zbyt dużo paliwa.

Z powodu znacznego rozrzedzenia w rurze wlotowej do cylindrów zasysane jest niewiele powietrza, ciśnienie w komorze spalania pozostaje stosunkowo niskie pod koniec suwu sprężania, proces spalania nadmiernie bogatej mieszanki jest powolny, a duża ilość niespalonego paliwa pozostaje w spalinach. Opisane tryby pracy silnika gwałtownie zwiększają zawartość toksycznych związków w produktach spalania.

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

Aby zmniejszyć szkodliwe emisje do układu wydechowego, zaproponowano zainstalowanie katalizatora. Ale katalizator działa skutecznie tylko wtedy, gdy tak zwana normalna mieszanka paliwowo-powietrzna jest spalana w silniku (stosunek wagowy powietrze / benzyna 14,7: 1). Wszelkie odchylenia składu mieszaniny od podanych prowadziły do \u200b\u200bobniżenia jej wydajności i przyspieszenia awarii. W celu stabilnego utrzymania takiego stosunku mieszanki roboczej układy gaźników nie były już odpowiednie. Alternatywą mogą być tylko systemy wtryskowe.

Pierwsze systemy były czysto mechaniczne z niewielkim wykorzystaniem komponentów elektronicznych. Ale praktyka korzystania z tych systemów wykazała, że \u200b\u200bparametry mieszanki, której stabilność oczekiwali twórcy, zmieniają się wraz z użytkowaniem pojazdu. Wynik ten jest dość naturalny, biorąc pod uwagę zużycie i zanieczyszczenie elementów układu oraz silnika spalinowego w trakcie jego eksploatacji. Pojawiło się pytanie o system, który mógłby się poprawić w trakcie pracy, elastycznie zmieniając warunki przygotowania roboczej mieszaniny w zależności od warunków zewnętrznych.

Rozwiązanie znaleziono w następujący sposób. Sprzężenie zwrotne wprowadzono do układu wtryskowego - czujnik zawartości tlenu w spalinach, tak zwana sonda lambda, umieszczono w układzie wydechowym, bezpośrednio przed katalizatorem. System ten został już opracowany z uwzględnieniem obecności tak podstawowego elementu dla wszystkich kolejnych systemów, jak elektroniczna jednostka sterująca (ECU). Na podstawie sygnałów z czujnika tlenu komputer koryguje dopływ paliwa do silnika, dokładnie utrzymując pożądany skład mieszanki.

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

Układy wtrysku paliwa mają następujące główne zalety w porównaniu z układami gaźników:

• precyzyjne dozowanie paliwa, a tym samym jego bardziej ekonomiczne zużycie.
• redukcja toksyczności spalin. Osiąga się to dzięki optymalności mieszanki paliwowo-powietrznej i zastosowaniu czujników parametrów spalin.
• wzrost mocy silnika o około 7-10%. Dzieje się tak dzięki ulepszonemu napełnianiu cylindrów, optymalnemu ustawieniu czasu zapłonu odpowiadającego trybowi pracy silnika.
• poprawa właściwości dynamicznych samochodu. Układ wtryskowy natychmiast reaguje na wszelkie zmiany obciążenia, dostosowując parametry mieszanki paliwowo-powietrznej.
• łatwość rozruchu niezależnie od warunków pogodowych.

Urządzenie i zasada działania (na przykład elektroniczny rozproszony system wtrysku)

W nowoczesnych silnikach wtryskowych dla każdego cylindra przewidziano osobną dyszę. Wszystkie dysze są podłączone do szyny paliwowej, gdzie paliwo jest pod ciśnieniem, co tworzy elektryczną pompę paliwa. Ilość wtryskiwanego paliwa zależy od czasu otwarcia dyszy. Moment otwarcia jest regulowany przez elektroniczną jednostkę sterującą (sterownik) na podstawie danych przetwarzanych z różnych czujników.

Czujnik masowego przepływu powietrza służy do obliczania cyklicznego napełniania cylindrów. Mierzy się masowy przepływ powietrza, który następnie przekształca się w program napełniania cyklu cylindra. W przypadku awarii czujnika jego odczyty są ignorowane, obliczenia są zgodne z tabelami awaryjnymi.

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

Czujnik temperatury płynu chłodzącego służy do określania korekty zasilania paliwem i zapłonu według temperatury oraz do sterowania wentylatorem elektrycznym. W przypadku awarii czujnika jego odczyty są ignorowane, temperatura jest pobierana 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 punktach czasowych. DPKV - czujnik biegunowy. Jeśli włączysz go nieprawidłowo, silnik nie uruchomi się. W przypadku awarii czujnika działanie systemu nie jest możliwe. Jest to jedyny „niezbędny” czujnik w systemie, w którym samochód nie może się poruszać. Wypadki wszystkich innych czujników umożliwiają samodzielne dotarcie do serwisu samochodowego.

Czujnik tlenu służy do określania stężenia tlenu w spalinach. Informacje dostarczone przez czujnik są wykorzystywane przez elektroniczną jednostkę sterującą do regulacji ilości dostarczanego paliwa. Sonda lambda jest stosowana tylko w układach z katalizatorem zgodnych z normami toksyczności Euro-2 i Euro-3 (w Euro-3 stosuje się dwa czujniki tlenu - przed i za katalizatorem).

Czujnik stukowy służy do monitorowania stukania. Po wykryciu tego ostatniego ECU zawiera algorytm tłumienia stukowego, który natychmiast dostosowuje czas zapłonu.

W tym miejscu wymieniono tylko niektóre podstawowe czujniki niezbędne do działania systemu. Kompletny zestaw czujników w różnych pojazdach zależy od układu wtryskowego, standardów toksyczności itp.

Jeśli chodzi o wyniki zapytania czujników zdefiniowanych w programie, program ECU steruje siłownikami, które obejmują: dysze, pompę gazową, moduł zapłonu, regulator prędkości biegu jałowego, zawór adsorbera do układu odzyskiwania oparów gazu, wentylator chłodzący itp. (Wszystko znowu zależy od konkretnego modele)

Ze wszystkich wymienionych, być może nie wszyscy wiedzą, czym jest adsorber. Adsorber jest elementem obwodu zamkniętego do recyrkulacji oparów benzyny. Normy Euro-2 zabraniają kontaktu między wentylacją zbiornika gazu a atmosferą, opary benzyny muszą zostać zebrane (zaadsorbowane) i przesłane do butli w celu dopalenia podczas płukania. W biegu jałowym para benzyny wchodzi do adsorbera ze zbiornika i kolektora dolotowego, gdzie są one absorbowane. Po uruchomieniu silnika adsorber jest usuwany przez komendę ECU strumieniem powietrza zasysanego przez silnik, para jest odprowadzana przez ten strumień i spalana w komorze spalania.

Rodzaje układów wtrysku paliwa

W zależności od liczby dysz i miejsca zasilania paliwem układy wtryskowe dzielą się na trzy typy: wtrysk jednopunktowy lub wtrysk mono (jedna dysza w kolektorze dolotowym dla wszystkich cylindrów), wielopunktowy lub rozproszony (każdy cylinder ma własną dyszę, która dostarcza paliwo do kolektora) i bezpośredni ( paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do cylindrów, takich jak silniki Diesla).

Iniekcja jednopunktowa  prościej, jest mniej wypełniony elektroniką sterującą, ale także mniej wydajny. Elektronika sterująca pozwala usunąć informacje z czujników i natychmiast zmienić parametry wtrysku. Ważne jest również to, że silniki z gaźnikiem można łatwo dostosować do pojedynczego wtrysku, prawie bez zmian konstrukcyjnych lub zmian technologicznych w produkcji. W przypadku wtrysku jednopunktowego przewagą nad gaźnikiem jest oszczędność paliwa, przyjazność dla środowiska oraz względna stabilność i niezawodność parametrów. Jednak w ciągu ciągu silnika wtrysk jednopunktowy traci. Kolejna wada: przy stosowaniu wtrysku jednopunktowego, podobnie jak przy użyciu gaźnika, do 30% benzyny osiada na ściankach kolektora.

Jednopunktowe systemy wtrysku były oczywiście krokiem naprzód w porównaniu z systemami zasilania gaźnika, ale nie spełniają już nowoczesnych wymagań.

Bardziej zaawansowane są systemy wtrysk wielopunktowyw którym zasilanie paliwem do każdego cylindra odbywa się indywidualnie. Rozproszony wtrysk jest mocniejszy, bardziej ekonomiczny i bardziej skomplikowany. Zastosowanie takiego wtrysku zwiększa moc silnika o około 7-10 procent. Główne zalety wtrysku rozproszonego:

• zdolność do automatycznej regulacji przy różnych prędkościach, a tym samym poprawy napełniania cylindrów, w wyniku czego przy tej samej maksymalnej mocy samochód przyspiesza znacznie szybciej;
• benzyna jest wtryskiwana w pobliżu zaworu wlotowego, co znacznie zmniejsza straty osiadania w kolektorze dolotowym i pozwala na dokładniejszą kontrolę przepływu paliwa.

Jako kolejne i skuteczne narzędzie do optymalizacji spalania mieszanki i zwiększenia wydajności silnika benzynowego, implementuje proste
  zasady Mianowicie: dokładniej rozpyla paliwo, lepiej miesza z powietrzem i lepiej zarządza gotową mieszanką w różnych trybach pracy silnika. W rezultacie silniki z bezpośrednim wtryskiem zużywają mniej paliwa niż konwencjonalne silniki z „wtryskiem” (szczególnie podczas cichej jazdy z małą prędkością); przy tej samej objętości roboczej zapewniają intensywniejsze przyspieszenie samochodu; mają czystsze spaliny; gwarantują większą pojemność litra dzięki większemu stopniowi sprężania i efektowi chłodzenia powietrza podczas odparowywania paliwa w cylindrach. Jednocześnie potrzebują wysokiej jakości benzyny o niskiej zawartości siarki i zanieczyszczeniach mechanicznych, aby zapewnić normalne działanie urządzeń paliwowych.

I właśnie główną różnicą między GOST, które obowiązują obecnie w Rosji i na Ukrainie, a normami europejskimi, jest zwiększona zawartość siarki, węglowodorów aromatycznych i benzenu. Na przykład rosyjsko-ukraiński standard dopuszcza 500 mg siarki na 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 śmieci są źródłem zużycia ściernego skalibrowanych otworów dysz i par tłoków pomp. W wyniku zużycia ciśnienie robocze pompy spada, a jakość atomizacji benzyny pogarsza się. Wszystko to wpływa na charakterystykę silników i równomierność ich pracy.

Mitsubishi jako pierwszy zastosował silnik z wtryskiem bezpośrednim w samochodzie produkcyjnym. Dlatego rozważamy urządzenie i zasady bezpośredniego wtrysku na przykładzie silnika GDI (bezpośrednie wtryskiwanie benzyny). Silnik GDI może pracować w trybie spalania ultra-ubogiej mieszanki paliwowo-powietrznej: stosunek powietrza do paliwa wagowo do 30-40: 1.

Maksymalny możliwy stosunek dla tradycyjnych silników z wtryskiem rozproszonym wynosi 20-24: 1 (warto przypomnieć, że optymalny tak zwany skład stechiometryczny wynosi 14,7: 1) - jeśli nadmiar powietrza jest większy, zubożona mieszanina po prostu nie zapali się. W silniku GDI rozpylone paliwo znajduje się w cylindrze w postaci chmury skoncentrowanej w pobliżu świecy zapłonowej.

Dlatego, chociaż mieszanina jako całość jest wyczerpana, przy świecy zapłonowej jest zbliżona do składu stechiometrycznego i łatwo ulega zapaleniu. Jednocześnie zubożona mieszanina w pozostałej objętości ma znacznie mniejszą skłonność do detonacji niż stechiometryczna. Ta ostatnia okoliczność umożliwia zwiększenie stopnia ściskania, co oznacza zwiększenie zarówno mocy, jak i momentu obrotowego. Z uwagi na fakt, że gdy wtryskuje się paliwo i odparowuje do cylindra, ładunek powietrza ochładza się - napełnianie cylindrów jest nieco poprawione, a prawdopodobieństwo detonacji ponownie maleje.

Główne różnice konstrukcyjne GDI od konwencjonalnego wtrysku:

Wysokociśnieniowa pompa paliwa (TNVD). Pompa mechaniczna (podobna do pompy wtryskowej silnika wysokoprężnego) wytwarza ciśnienie 50 barów (w przypadku silnika wtryskowego pompa elektryczna w zbiorniku wytwarza ciśnienie około 3-3,5 bara w linii).

• Dysze wysokociśnieniowe z aerozolami wirowymi tworzą kształt płomienia paliwa, zgodnie z trybem pracy silnika. W trybie pracy z energią wtrysk następuje w trybie zasysania i powstaje stożkowa pochodnia paliwowo-powietrzna. W trybie pracy na mieszankach super ubogich wtrysk następuje na końcu suwu sprężania i powstaje zwarta mieszanka paliwowo-powietrzna
    palnik, który kieruje wklęsłą głowicę tłoka bezpośrednio na świecę zapłonową.
• Tłok W dolnej części specjalnego kształtu wykonano wgłębienie, za pomocą którego mieszanka paliwowo-powietrzna jest wysyłana do obszaru świecy zapłonowej.
• Kanały wlotowe. W silniku GDI stosowane są pionowe kanały wlotowe, które zapewniają formowanie się w cylindrze tzw „Odwrotny wir”, kierujący mieszankę paliwowo-powietrzną do świecy i poprawiający napełnianie cylindrów powietrzem (w tradycyjnym silniku wir w cylindrze jest skręcony w przeciwnym kierunku).

Tryby silnika GDI

W sumie dostępne są trzy tryby pracy silnika:

• Tryb spalania mieszanki super-ubogiej (wtrysk paliwa przy suwie sprężania).
• Tryb mocy (wtrysk przy skoku wlotowym).
• Tryb dwustopniowy (wtrysk na wlocie i pociągnięcia kompresyjne) (stosowany w euromodyfikacjach).

Tryb spalania mieszanki super-lean  (wtrysk paliwa na suw sprężania). Ten tryb jest używany do lekkich ładunków: podczas spokojnej jazdy po mieście i podczas jazdy poza miastem ze stałą prędkością (do 120 km / h). Paliwo jest wtryskiwane kompaktowym palnikiem na końcu suwu sprężania w kierunku tłoka, odbijane od niego, miesza się z powietrzem i paruje, kierując się w strefę świecy zapłonowej. Chociaż mieszanina w głównej objętości komory spalania jest bardzo wyczerpana, ładunek w obszarze świecy jest wystarczająco wzbogacony, aby zapalić się od iskry i zapalić resztę mieszanki. W rezultacie silnik pracuje stabilnie nawet przy całkowitym stosunku powietrza do paliwa 40: 1 w cylindrze.

Działanie silnika na bardzo ubogiej mieszance stanowiło nowy problem - neutralizację spalin. Faktem jest, że w tym trybie ich głównym udziałem są tlenki azotu, a zatem zwykły katalizator staje się nieskuteczny. Aby rozwiązać ten problem, zastosowano recyrkulację spalin (recyrkulacja spalin EGR), która gwałtownie zmniejsza ilość utworzonych tlenków azotu i zainstalowano dodatkowy katalizator NO.

Układ EGR „rozcieńcza” mieszankę paliwowo-powietrzną spalinami i obniża temperaturę spalania w komorze spalania, tym samym „tłumiąc” aktywne tworzenie szkodliwych tlenków, w tym NOx. Nie można jednak zapewnić pełnego i stabilnego neutralizacji NOx tylko z powodu EGR, ponieważ wraz ze wzrostem obciążenia silnika należy zmniejszyć ilość spalin, które mają być wydalone. Dlatego do silnika z wtryskiem bezpośrednim wprowadzono katalizator NO.

Istnieją dwa rodzaje katalizatorów do redukcji emisji NOx - selektywne (typ selektywnej redukcji) i
  typ skumulowany (typ pułapki NOx). Katalizatory magazynujące są bardziej wydajne, ale niezwykle wrażliwe na paliwa kwaśne, które są mniej podatne na selektywne. Zgodnie z tym katalizatory magazynujące są instalowane w modelach dla krajów o niskiej zawartości siarki w benzynie i selektywnych dla pozostałych.

Tryb zasilania (wstrzyknięcie przy skoku wlotowym). Tak zwany „tryb jednorodnego tworzenia mieszanki” służy do intensywnej jazdy po mieście, szybkiego ruchu podmiejskiego i wyprzedzania. Paliwo jest wtryskiwane przy suwie ssania stożkowym palnikiem, mieszając się z powietrzem i tworząc jednorodną mieszaninę, jak w tradycyjnym silniku z wtryskiem rozproszonym. Skład mieszaniny jest zbliżony do stechiometrycznego (14,7: 1)

Tryb dwustopniowy  (wtrysk na wlocie i pociągnięcia kompresyjne). Ten tryb pozwala zwiększyć moment obrotowy silnika w przypadku, gdy kierowca, poruszając się z małą prędkością, gwałtownie wciska pedał przyspieszenia. Kiedy silnik pracuje na niskich prędkościach i nagle do niego wprowadza się wzbogaconą mieszaninę, wzrasta prawdopodobieństwo detonacji. Dlatego wstrzyknięcie przeprowadza się w dwóch etapach. Niewielka ilość paliwa jest wtryskiwana do cylindra podczas suwu ssania i chłodzi powietrze w cylindrze. W tym przypadku cylinder jest wypełniony bardzo słabą mieszanką (około 60: 1), w której nie zachodzą procesy detonacji. Następnie na końcu taktu
  kompresji, dostarczany jest kompaktowy strumień paliwa, który podnosi stosunek powietrza i paliwa w cylindrze do „bogatego” 12: 1.

Dlaczego ten tryb jest wprowadzany tylko do samochodów na rynek europejski? Tak, ponieważ Japonia charakteryzuje się niskimi prędkościami i ciągłymi korkami, podczas gdy Europa to długie autostrady i duże prędkości (a zatem duże obciążenia silnika).

Mitsubishi stało się pionierem w dziedzinie bezpośredniego wtrysku paliwa. Do tej pory podobną technologię stosują Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) i Toyota (JIS). Główna zasada działania tych układów energetycznych jest podobna - dostarczanie benzyny nie odbywa się w przewodzie wlotowym, lecz bezpośrednio do komory spalania i tworzenie się warstwa po warstwie lub równomierne tworzenie mieszanki w różnych trybach pracy silnika. Ale podobne układy paliwowe również mają różnice, czasem dość znaczne. Najważniejsze z nich to ciśnienie robocze w układzie paliwowym, lokalizacja dysz i ich konstrukcja.

Obecnie jednym z głównych zadań biur projektowych producentów samochodów jest tworzenie elektrowni, które zużywają możliwie najmniej paliwa i emitują do atmosfery mniej szkodliwych substancji. Co więcej, wszystko to należy osiągnąć pod warunkiem, że wpływ na parametry robocze (moc, moment obrotowy) będzie minimalny. Oznacza to, że silnik musi być ekonomiczny, a jednocześnie mocny i o wysokim momencie obrotowym.

Aby osiągnąć wynik, prawie wszystkie elementy i układy jednostki napędowej podlegają zmianom i ulepszeniom. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku systemu zasilania, ponieważ to ona jest odpowiedzialna za przepływ paliwa do cylindrów. Najnowszym osiągnięciem w tym kierunku jest bezpośredni wtrysk paliwa do komór spalania w układzie napędowym napędzanym benzyną.

Istotą tego systemu jest rozdzielenie dopływu składników palnej mieszanki - benzyny i powietrza do cylindrów. Oznacza to, że zasada jego działania jest bardzo podobna do działania elektrowni wysokoprężnych, w których tworzenie mieszanki odbywa się w komorach spalania. Ale jednostka benzynowa, na której jest zainstalowany system bezpośredniego wtrysku, ma wiele cech procesu wtryskiwania składników mieszanki paliwowej, jej mieszania i spalania.

Trochę historii

Bezpośredni zastrzyk nie jest nowym pomysłem; istnieje wiele przykładów w historii, w których zastosowano taki system. Pierwsze masowe użycie tego rodzaju mocy silnika miało miejsce w lotnictwie w połowie ubiegłego wieku. Próbowali go używać w pojazdach, ale nie był szeroko stosowany. System tamtych lat można uznać za rodzaj prototypu, ponieważ był całkowicie mechaniczny.

System bezpośredniego wtrysku „drugiego życia” otrzymany w połowie lat 90. XX wieku. Japończycy jako pierwsi wyposażyli swoje samochody w instalacje z bezpośrednim wtryskiem. Jednostka opracowana w Mitsubishi otrzymała oznaczenie GDI, które jest skrótem od Benzyny Bezpośredniego Wtrysku, który jest określany jako bezpośredni wtrysk paliwa. Nieco później Toyota stworzyła własny silnik - D4.

Bezpośredni wtrysk paliwa

Z czasem silniki wykorzystujące wtrysk bezpośredni pojawiły się także u innych producentów:

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

Wtrysk bezpośredni nie jest osobnym, całkowicie nowym typem i dotyczy układów wtryskowych. Jednak w przeciwieństwie do swoich poprzedników paliwo jest wtryskiwane pod ciśnieniem bezpośrednio do cylindrów, a nie jak wcześniej - do kolektora dolotowego, gdzie gaz był mieszany z powietrzem przed wprowadzeniem do komór spalania.

Cechy konstrukcyjne i zasada działania

Bezpośredni wtrysk benzyny jest zasadniczo bardzo podobny do oleju napędowego. W konstrukcji takiego układu zasilania jest dodatkowa pompa, po której benzyna już pod ciśnieniem wchodzi do dysz zainstalowanych w głowicy cylindrów z rozpylaczami umieszczonymi w komorze spalania. W wymaganym momencie dysza dostarcza paliwo do cylindra, gdzie powietrze zostało już przepompowane przez kolektor dolotowy.

Projekt tego systemu zasilania obejmuje:

• zbiornik z zainstalowaną pompą zalewania paliwa;
• linie niskiego ciśnienia;
• elementy filtrujące do czyszczenia paliwa;
• pompa wysokociśnieniowa z zainstalowanym regulatorem (wysokociśnieniowa pompa paliwowa);
• linie wysokiego ciśnienia;
• rampa z dyszami;
• zawory obejściowe i bezpieczeństwa.

Schemat układu paliwowego z wtryskiem bezpośrednim

Cel elementów takich jak zbiornik z pompą i filtrem opisano w innych artykułach. Dlatego rozważamy cel szeregu węzłów, które są używane tylko w systemie bezpośredniego wtrysku.

Jednym z głównych elementów tego systemu jest pompa wysokociśnieniowa. Zapewnia przepływ paliwa pod znacznym ciśnieniem do szyny paliwowej. Jego konstrukcja różni się od różnych producentów - jednego lub wielu tłoków. Napęd odbywa się z wałków rozrządu.

W skład systemu wchodzą również zawory, które zapobiegają przekroczeniu wartości krytycznych ciśnienia paliwa w układzie. Ogólnie kontrola ciśnienia odbywa się w kilku miejscach - na wylocie pompy wysokociśnieniowej za pomocą regulatora, który jest częścią konstrukcji pompy wysokociśnieniowej. Jest zawór obejściowy, który kontroluje ciśnienie na wlocie pompy. Zawór bezpieczeństwa monitoruje jednak ciśnienie w rampie.

Działa to w ten sposób: pompa paliwa ze zbiornika przez przewód niskiego ciśnienia dostarcza gaz do wysokociśnieniowej pompy paliwa, podczas gdy benzyna przechodzi przez dokładny filtr paliwa, w którym usuwane są duże zanieczyszczenia.

Pary tłoków pompy wytwarzają ciśnienie paliwa, które waha się od 3 do 11 MPa w różnych warunkach pracy silnika. Już pod ciśnieniem paliwo przepływa przez linie wysokiego ciśnienia do rampy, która jest rozprowadzana wzdłuż jego dysz.

Działanie dysz jest kontrolowane przez elektroniczną jednostkę sterującą. Jednocześnie opiera się na odczytach wielu czujników silnika, po analizie danych wykonuje kontrolę dysz - moment wtrysku, ilość paliwa i metodę natryskiwania.

Jeśli ilość paliwa dostarczonego do wysokociśnieniowej pompy paliwa jest większa niż to konieczne, włącza się zawór obejściowy, który zwraca część paliwa do zbiornika. Ponadto część paliwa jest odprowadzana do zbiornika w przypadku nadciśnienia w rampie, ale jest to już wykonywane przez zawór bezpieczeństwa.

Bezpośredni zastrzyk

Rodzaje tworzenia się mieszanin

Korzystając z bezpośredniego wtrysku paliwa, inżynierowie byli w stanie zmniejszyć przebieg gazu. I wszystko zostało osiągnięte dzięki możliwości zastosowania kilku rodzajów tworzenia mieszanin. Oznacza to, że w pewnych warunkach pracy elektrowni dostarczany jest własny typ mieszanki. Co więcej, system monitoruje i steruje nie tylko dopływem paliwa, aby zapewnić określony rodzaj tworzenia się mieszanki, ustalony jest również pewien sposób dostarczania powietrza do cylindrów.

W sumie wtrysk bezpośredni jest w stanie zapewnić dwa główne rodzaje mieszanin w cylindrach:

• Warstwowe;
• Stechiometryczny jednorodny;

Pozwala to wybrać mieszaninę, która przy określonej pracy silnika zapewni największą wydajność.

Mieszanie warstwa po warstwie pozwala silnikowi pracować na bardzo ubogiej mieszance, w której część masowa powietrza jest ponad 40 razy większa niż część paliwowa. Oznacza to, że do cylindrów dostarczana jest bardzo duża ilość powietrza, a następnie dodaje się do niej trochę paliwa.

W normalnych warunkach taka mieszanina nie zapala się od iskry. Aby nastąpił zapłon, projektanci nadali głowicy tłoka specjalny kształt, który zapewnia turbulencję.

Przy tworzeniu tej mieszaniny powietrze kierowane przez przepustnicę wchodzi z dużą prędkością do komory spalania. Pod koniec suwu sprężania dysza wtryskuje paliwo, które docierając do dna tłoka unosi się do świecy zapłonowej z powodu turbulencji. W rezultacie w obszarze elektrod mieszanina jest wzbogacona i łatwopalna, podczas gdy wokół tej mieszaniny jest powietrze praktycznie bez cząstek paliwa. Dlatego takie tworzenie mieszaniny nazwano warstwami - wewnątrz znajduje się warstwa z wzbogaconą mieszanką, na której jest kolejna warstwa, praktycznie bez paliwa.

Takie tworzenie mieszanki zapewnia minimalne zużycie benzyny, ale system przygotowuje taką mieszankę tylko równomiernym ruchem, bez nagłych przyspieszeń.

Tworzenie mieszanki stechiometrycznej to wytwarzanie mieszanki paliwowej w optymalnych proporcjach (14,7 części powietrza na 1 część benzyny), co zapewnia maksymalną moc wyjściową. Taka mieszanina jest już łatwo łatwopalna, więc potrzeba tworzenia wzbogaconej warstwy w pobliżu świecy nie jest wymagana, przeciwnie, dla skutecznego spalania konieczne jest równomierne rozprowadzenie benzyny w powietrzu.

Dlatego paliwo jest wtryskiwane również przez dysze w celu sprężania, a przed zapłonem udaje się dobrze poruszać powietrzem.

Takie tworzenie mieszanki jest zapewnione w cylindrach podczas przyspieszeń, gdy wymagana jest maksymalna moc wyjściowa, a nie opłacalność.

Projektanci musieli również rozwiązać problem zmiany silnika z mieszanki ubogiej na wzbogaconą podczas gwałtownych przyspieszeń. Aby zapobiec spalaniu detonacyjnemu, podczas przejścia stosuje się podwójny wtrysk.

Pierwszy wtrysk paliwa odbywa się przy suwie ssania, a paliwo działa jak chłodnica ścian komory spalania, co eliminuje detonację. Druga porcja gazu jest podawana już na końcu skoku sprężania.

System bezpośredniego wtrysku paliwa, dzięki zastosowaniu kilku rodzajów formowania mieszanki jednocześnie, pozwala dość dobrze oszczędzać paliwo bez żadnego specjalnego wpływu na wskaźniki mocy.

Podczas przyspieszania silnik pracuje na normalnej mieszance, a po osiągnięciu prędkości, gdy tryb jazdy jest mierzony i bez nagłych zmian, elektrownia przechodzi w bardzo ubogą mieszankę, oszczędzając w ten sposób paliwo.

Jest to główna zaleta takiego systemu zasilania. Ale ma też ważną wadę. Pompa paliwa o wysokim ciśnieniu, podobnie jak dysze, wykorzystuje precyzyjne pary o wysokim stopniu przetworzenia. Są słabym punktem, ponieważ opary te są bardzo wrażliwe na jakość benzyny. Obecność obcych zanieczyszczeń, siarki i wody może wyłączyć pompę wtryskową i dysze. Dodatkowo benzyna ma bardzo słabe właściwości smarne. Dlatego zużycie par precyzyjnych jest wyższe niż zużycia tego samego silnika Diesla.

Ponadto sam system bezpośredniego zasilania paliwem jest strukturalnie bardziej złożony i droższy niż ten sam oddzielny układ wtryskowy.

Nowe osiągnięcia

Projektanci na tym się nie kończą. Szczególne udoskonalenie bezpośredniego wtrysku dokonano w koncernie VAG w bloku zasilającym TFSI. Jego system zasilania połączono z turbosprężarką.

Ciekawe rozwiązanie zaproponował Orbital. Opracowali specjalną dyszę, która oprócz paliwa wtryskuje również sprężone powietrze do cylindrów, które są dostarczane z dodatkowej sprężarki. Ta mieszanka paliwowo-powietrzna ma doskonałą łatwopalność i dobrze się pali. Ale jak dotąd jest to tylko rozwój i wciąż nie wiadomo, czy znajdzie zastosowanie w samochodzie.

Ogólnie rzecz biorąc, bezpośredni zastrzyk jest obecnie najlepszym systemem żywieniowym pod względem wydajności i przyjazności dla środowiska, chociaż ma swoje wady.

System zasilania paliwem jest potrzebny do paliwa ze zbiornika gazu, jego dalszej filtracji, a także tworzenia mieszanki tlenowo-paliwowej z jego przeniesieniem do cylindrów silnika. Obecnie istnieje kilka rodzajów układów paliwowych. Najpopularniejszym w XX wieku był gaźnik, ale dziś system wtrysku staje się coraz bardziej popularny. Był też trzeci - pojedynczy wtrysk, który był dobry tylko dlatego, że pozwolił nieznacznie zmniejszyć zużycie paliwa. Przyjrzyjmy się bliżej systemowi wtryskowemu i zajmiemy się jego zasadą działania.

Przepisy ogólne

Większość współczesnych silników paliwowych jest podobnych. Różnica może być tylko na etapie tworzenia mieszaniny. Układ paliwowy obejmuje następujące elementy:

1. Zbiornik paliwa - kompaktowy produkt z pompą i filtrem do czyszczenia z cząstek mechanicznych. Głównym celem jest magazynowanie paliwa.
2. Przewody paliwowe tworzą kompleks węży i \u200b\u200brurek do przenoszenia paliwa ze zbiornika do układu formowania mieszanki.
3. Urządzenie mieszające. W naszym przypadku mówimy o wtryskiwaczu. To urządzenie jest zaprojektowane do przyjmowania emulsji (mieszanki paliwowo-powietrznej) i dostarczania jej do cylindrów wraz z silnikiem.
4. Sterownik systemu sterowania mieszaniem. Jest instalowany tylko w silnikach wtryskowych, co wynika z potrzeby sterowania czujnikami, dyszami i zaworami.
5. Pompa paliwowa W większości przypadków używana jest opcja zanurzenia. Jest to mały silnik elektryczny, który łączy się z pompą cieczy. Smarowanie odbywa się za pomocą paliwa, a długotrwałe użytkowanie pojazdów z mniej niż 5 litrami paliwa może doprowadzić do awarii silnika elektrycznego.

Krótko mówiąc, wtryskiwacz jest punktowym dopływem paliwa przez dyszę. Sygnał elektroniczny pochodzi z jednostki sterującej. Pomimo faktu, że wtryskiwacz ma wiele znaczących zalet w stosunku do gaźnika, nie był używany przez długi czas. Było to spowodowane złożonością techniczną produktu, a także niską konserwowalnością części, które uległy awarii. Obecnie systemy wtrysku punktowego prawie zastąpiły gaźnik. Przyjrzyjmy się bliżej, dlaczego wtryskiwacz jest tak dobry i jakie są jego funkcje.

Funkcje wyposażenia paliwowego

Samochód zawsze był przedmiotem zainteresowania ekologów. Gazy spalinowe są uwalniane bezpośrednio do atmosfery, która jest pełna zanieczyszczeń. Diagnostyka układu paliwowego wykazała, że \u200b\u200bilość emisji przy nieprawidłowym tworzeniu mieszanki znacznie wzrasta. Z tego prostego powodu postanowiono zainstalować katalizator. Jednak to urządzenie wykazywało dobre wyniki tylko dzięki wysokiej jakości emulsji, aw przypadku jakichkolwiek odchyleń jego skuteczność znacznie spadła. Zdecydowano o zastąpieniu gaźnika dokładniejszym układem wtryskowym, którym był wtryskiwacz. Pierwsze opcje obejmowały dużą liczbę elementów mechanicznych i, zgodnie z badaniami, taki system pogorszył się wraz z działaniem pojazdu. Było to całkiem naturalne, ponieważ ważne elementy i ciała robocze zostały zanieczyszczone i uszkodzone.

Aby system wtryskowy mógł się skorygować, utworzono elektroniczną jednostkę sterującą (ECU). Wraz z zamontowaną sondą lambda, która znajduje się przed katalizatorem, dawało to dobre wyniki. Można śmiało powiedzieć, że ceny paliw są dziś dość wysokie, a wtryskiwacz jest dobry tylko dlatego, że pozwala oszczędzać benzynę lub olej napędowy. Ponadto istnieją następujące zalety:

1. Zwiększona wydajność silnika. W szczególności zwiększona moc o 5-10%.
2. Poprawa dynamiki pojazdu. Wtryskiwacz jest bardziej wrażliwy na zmiany obciążeń i dostosowuje skład samej emulsji.
3. Optymalna mieszanka paliwowo-powietrzna zmniejsza ilość i toksyczność spalin.
4. Układ wtryskowy można łatwo uruchomić bez względu na warunki pogodowe, co stanowi znaczną przewagę nad silnikami gaźników.

Układ wtryskowy i urządzenie

Przede wszystkim warto zauważyć, że nowoczesne silniki wtryskowe są wyposażone w dysze, których liczba jest równa liczbie cylindrów. Dysze są połączone rampą. Tam paliwo jest utrzymywane pod niewielkim ciśnieniem i tworzy swoje urządzenie elektryczne - pompę benzynową. Ilość wtryskiwanego paliwa zależy bezpośrednio od czasu otwarcia dyszy, który jest określany przez jednostkę sterującą. Aby to zrobić, wskaźniki są pobierane z różnych czujników zainstalowanych w całym pojeździe. Teraz rozważymy główne:

1.   Służy do określania pełni cylindrów powietrzem. W przypadku awarii odczyty są ignorowane, a dane tabelaryczne są traktowane jako główne wskaźniki.
2. Czujnik położenia odzwierciedla obciążenie silnika, które wynika z położenia przepustnicy, cyklicznego napełniania powietrzem i prędkości obrotowej silnika.
3. Czujnik temperatury czynnika chłodniczego. Za pomocą tego sterownika realizowane jest sterowanie wentylatorem elektrycznym oraz korekta zasilania paliwem i zapłonu. W przypadku awarii natychmiastowa diagnostyka układu paliwowego jest opcjonalna. Temperatura jest pobierana w zależności od czasu pracy silnika spalinowego.
4. Czujnik położenia wału korbowego (wał korbowy) jest potrzebny do synchronizacji układu jako całości. Sterownik oblicza nie tylko prędkość obrotową silnika, ale także jego pozycję w określonym momencie. Ponieważ jest to czujnik biegunowy, w przypadku jego wadliwego działania dalsza obsługa pojazdu nie jest możliwa.
5. Czujnik tlenu jest potrzebny do określenia% tlenu w gazach emitowanych do atmosfery. Informacje z tego sterownika są przesyłane do komputera, który w zależności od odczytów koryguje emulsję.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że nie wszystkie pojazdy z wtryskiwaczem są wyposażone w czujnik tlenu. Są to tylko te samochody, które są wyposażone w katalizator o toksycznych standardach „Euro-2” i „Euro-3”.

Rodzaje układów wtryskowych: wtrysk jednopunktowy

Obecnie wszystkie systemy są aktywnie wykorzystywane. Są one klasyfikowane według liczby dysz i miejsca zasilania paliwem. Istnieją w sumie trzy systemy wtrysku:

• pojedynczy punkt (pojedynczy zastrzyk);
• wielopunktowy (dystrybucja);
• bezpośredni.

Najpierw spójrzmy na systemy wtrysku jednopunktowego. Powstały natychmiast po gaźniku i były uważane za bardziej zaawansowane, ale obecnie stopniowo tracą popularność z wielu powodów. Istnieje kilka niezaprzeczalnych zalet takich systemów. Głównymi są znaczne zużycie paliwa. Biorąc pod uwagę, że ceny paliw są dziś dość wysokie, taki wtryskiwacz jest istotny. Interesujące jest to, że ten system zawiera nieco mniej elektroniki, dlatego jest bardziej niezawodny i stabilny. Gdy informacje z czujników są przekazywane do elementu sterującego, parametry wtrysku natychmiast się zmieniają. To bardzo interesujące, że prawie każdy może zostać przerobiony na iniekcję jednopunktową bez znaczących zmian strukturalnych. Główną wadą takich systemów jest niska przepustowość silnika spalinowego, a także osadzanie się znacznej ilości paliwa na ściankach kolektora, chociaż problem ten był również nieodłączny w modelach gaźników.

Ponieważ dysza w tym przypadku jest tylko jedna, znajduje się na kolektorze dolotowym zamiast gaźnika. Ponieważ dysza znajdowała się w dobrym miejscu i stale znajdowała się pod strumieniem zimnego powietrza, jej niezawodność była na najwyższym poziomie, a konstrukcja była niezwykle prosta. Płukanie układu paliwowego wtryskiem jednopunktowym nie zajęło dużo czasu, ponieważ wystarczyło wyczyścić tylko jedną dyszę, ale zwiększone wymagania środowiskowe doprowadziły do \u200b\u200bopracowania innych, bardziej nowoczesnych układów.

Wielopunktowe systemy wtryskowe

Rozproszony wtrysk uważany jest za bardziej nowoczesny, wyrafinowany i mniej niezawodny. W takim przypadku każdy cylinder jest wyposażony w izolowaną dyszę, która znajduje się w kolektorze dolotowym w bezpośrednim sąsiedztwie zaworu dolotowego. Dlatego dostarczanie emulsji odbywa się osobno. Jak wspomniano powyżej, przy takim wtrysku moc silnika spalinowego można zwiększyć do 5-10%, co będzie zauważalne podczas jazdy po drodze. Kolejny interesujący punkt: ten układ wtrysku paliwa jest dobry, ponieważ dysza jest bardzo blisko zaworu wlotowego. Minimalizuje to osiadanie paliwa na ściankach kolektora, dzięki czemu można osiągnąć znaczną oszczędność paliwa.

Istnieje kilka rodzajów iniekcji wielopunktowych:

1. Jednoczesne - wszystkie dysze otwierają się jednocześnie.
2. Parowo-równoległe - otwieranie dysz parami. Jedna dysza otwiera się na suw ssania, a druga przed suwem wydechu. Obecnie taki system jest używany tylko w momencie awaryjnego uruchomienia silnika spalinowego w przypadku awarii położenia wału korbowego).
3. Faza - każda dysza jest sterowana osobno i otwiera się przed skokiem wlotowym.

W tym przypadku system jest dość złożony i opiera się całkowicie na dokładności elektroniki. Na przykład płukanie układu paliwowego będzie wymagało znacznie więcej czasu, ponieważ każdą dyszę należy przepłukać. Teraz przejdźmy do kolejnego popularnego rodzaju zastrzyku.

Bezpośredni zastrzyk

Wtryskarki z takimi systemami można uznać za najbardziej przyjazne dla środowiska. Głównym celem wprowadzenia tej metody wtrysku jest poprawa jakości mieszanki paliwowej i nieznaczne zwiększenie wydajności silnika pojazdu. Główne zalety tego rozwiązania są następujące:

• dokładne rozpylenie emulsji;
• tworzenie mieszanki wysokiej jakości;
• efektywne wykorzystanie emulsji na różnych etapach eksploatacji ICE.

Na podstawie tych zalet możemy powiedzieć, że takie systemy oszczędzają paliwo. Jest to szczególnie zauważalne przy cichej jeździe w warunkach miejskich. Jeśli porównasz dwa samochody o tej samej pojemności silnika, ale z różnymi układami wtryskowymi, na przykład bezpośrednim i wielopunktowym, natychmiastowy układ będzie zauważalnie lepszy. Gazy spalinowe są mniej toksyczne, a pobrana pojemność litra będzie nieco wyższa z powodu chłodzenia powietrzem i nieznacznego wzrostu ciśnienia w układzie paliwowym.

Warto jednak zwrócić uwagę na wrażliwość układów bezpośredniego wtrysku na jakość paliwa. Jeśli weźmiemy pod uwagę standardy Rosji i Ukrainy, zawartość siarki nie powinna być wyższa niż 500 mg na 1 litr paliwa. Jednocześnie normy europejskie sugerują, że zawartość tego pierwiastka wynosi 150, 50, a nawet 10 mg na litr benzyny lub oleju napędowego.

Jeśli krótko zastanowimy się nad tym systemem, to wygląda on następująco: na tej podstawie znajdują się dysze, wtrysk odbywa się bezpośrednio do cylindrów. Warto zauważyć, że ten układ wtryskowy jest odpowiedni dla wielu silników benzynowych. Jak wspomniano powyżej, w układzie paliwowym stosuje się wysokie ciśnienie, pod którym emulsję podaje się bezpośrednio do komory spalania, omijając kolektor dolotowy.

Układ wtrysku paliwa: słaba jazda

Nieco wyżej zbadaliśmy bezpośredni wtrysk, który po raz pierwszy zastosowano w samochodach Mitsubishi, który miał skrót GDI. Rzućmy okiem na jeden z głównych trybów - pracuj nad ubogą mieszanką. Jego istotą jest to, że pojazd w tym przypadku działa przy niskich obciążeniach i umiarkowanych prędkościach do 120 kilometrów na godzinę. Wtrysk paliwa odbywa się za pomocą palnika w końcowym etapie sprężania. Odbijając się od tłoka, paliwo miesza się z powietrzem i wchodzi do strefy świecy zapłonowej. Okazuje się, że w komorze mieszanina jest znacznie zubożona, jednak jej ładunek w pobliżu świecy zapłonowej można uznać za optymalny. To wystarczy, aby go zapalić, po czym zaświeci się reszta emulsji. W rzeczywistości taki układ wtrysku paliwa zapewnia normalną pracę silnika spalinowego nawet przy stosunku powietrze / paliwo wynoszącym 40: 1.

Jest to bardzo skuteczne podejście, które pozwala znacznie zaoszczędzić paliwo. Warto jednak zwrócić uwagę, że kwestia neutralizacji spalin stała się poważnym problemem. Faktem jest, że katalizator jest nieefektywny, ponieważ powstaje tlenek azotu. W takim przypadku stosuje się recyrkulację spalin. Specjalny system ERG pozwala na rozcieńczenie emulsji spalinami. To nieznacznie obniża temperaturę spalania i neutralizuje tworzenie się tlenków. Takie podejście nie pozwoli jednak na zwiększenie obciążenia silnika. Aby częściowo rozwiązać problem, stosuje się katalizator magazynujący. Ten ostatni jest wyjątkowo wrażliwy na paliwo o wysokiej zawartości siarki. Z tego powodu wymagana jest okresowa kontrola układu paliwowego.

Jednorodne tworzenie mieszaniny i tryb 2-etapowy

Tryb mocy (jednorodne tworzenie mieszanki) jest idealnym rozwiązaniem do agresywnej jazdy w warunkach miejskich, wyprzedzania, a także jazdy po autostradach i autostradach. W takim przypadku używana jest latarka stożkowa, jest mniej ekonomiczna w porównaniu do poprzedniej wersji. Wstrzyknięcie przeprowadza się przy suwie ssania, a utworzona emulsja zwykle ma stosunek 14,7: 1, tj. Zbliżony do stechiometrycznego. W rzeczywistości ten automatyczny system zasilania paliwem jest dokładnie taki sam jak system dystrybucji.

Tryb dwustopniowy obejmuje wtrysk paliwa podczas suwu sprężania, a także rozruch. Głównym zadaniem jest gwałtowny wzrost silnika. Uderzającym przykładem skutecznego działania takiego układu jest ruch przy niskich prędkościach i ostre kliknięcie akceleratora. W takim przypadku prawdopodobieństwo detonacji znacznie wzrasta. Z tego prostego powodu, zamiast jednego etapu, wstrzyknięcie odbywa się w dwóch etapach.

W pierwszym etapie niewielka ilość paliwa jest wtryskiwana przy suwie ssania. Pozwala to nieznacznie obniżyć temperaturę powietrza w cylindrze. Można powiedzieć, że w cylindrze będzie bardzo uboga mieszanka w stosunku 60: 1, dlatego detonacja jako taka jest niemożliwa. W końcowym etapie suwu sprężania wtryskiwany jest strumień paliwa, który doprowadza emulsję do bogatej w stosunku około 12: 1. Dziś możemy powiedzieć, że taki układ paliwowy silnika został wprowadzony tylko do pojazdów rynku europejskiego. Wynika to z faktu, że Japonia nie ma dużych prędkości, dlatego nie ma dużych obciążeń silnika. W Europie duża liczba autostrad i autostrad, więc kierowcy są przyzwyczajeni do szybkiej jazdy, co stanowi duże obciążenie dla silnika spalinowego.

Coś jeszcze ciekawego

Warto zwrócić uwagę na fakt, że w przeciwieństwie do układów gaźników, wtrysk wymaga regularnej kontroli układu paliwowego. Wynika to z faktu, że duża liczba skomplikowanych układów elektronicznych może ulec awarii. W rezultacie doprowadzi to do niepożądanych konsekwencji. Na przykład nadmiar powietrza w układzie paliwowym doprowadzi do naruszenia składu emulsji i niewłaściwego stosunku mieszaniny. W przyszłości wpływa to na silnik, pojawia się niestabilna praca, awarie sterowników itp. Zasadniczo wtryskiwacz jest złożonym systemem, który określa, kiedy iskra musi zostać dostarczona do cylindrów, jak dostarczyć wysokiej jakości mieszankę do bloku cylindrów lub kolektora dolotowego, kiedy otwierać dysze i jaki stosunek powietrza i benzyny powinien być w emulsji. Wszystkie te czynniki wpływają na zsynchronizowane działanie układu paliwowego. Interesujące jest to, że bez większości kontrolerów maszyna może działać poprawnie, podczas gdy nie będzie znaczących odchyleń, ponieważ będą używane zapisy i tabele alarmowe.

Wydajność silnika spalinowego wewnętrznego spalania w naszym przypadku zależy od tego, jak poprawne będą dane otrzymywane z kontrolerów. Im są one dokładniejsze, tym mniej różnych możliwych awarii układu paliwowego. Ważną rolę odgrywa szybkość reakcji systemu jako całości. W przeciwieństwie do gaźników, tutaj nie jest wymagana ręczna regulacja, co eliminuje błędy podczas kalibracji. Dlatego uzyskujemy pełniejsze spalanie mieszanki i lepszy system z ekologicznego punktu widzenia.

Wniosek

Podsumowując, warto powiedzieć trochę o wadach nieodłącznie związanych z układami wtryskowymi. Główną wadą jest wysoki koszt ICE. Ogólnie rzecz biorąc, koszt takich jednostek będzie o około 15% wyższy, co jest znaczące. Ale są też inne wady. Na przykład uszkodzonego zaworu w układzie paliwowym w większości przypadków nie można naprawić, co wynika z naruszenia szczelności, dlatego należy go wymienić. Odnosi się to również do możliwości konserwacji sprzętu jako całości. Niektóre komponenty i części są znacznie łatwiej kupić nowe niż wydawać pieniądze na ich naprawę. Ta jakość nie jest nieodłączną cechą pojazdów z gaźnikiem, w których można sortować wszystkie ważne elementy i przywracać ich wydajność bez poświęcania dużo czasu i wysiłku. Bez wątpienia elektroniczny system zasilania paliwem jest naprawiany przez duże siły i środki. Wyrafinowanej elektroniki trudno przywrócić do pierwszej stacji.

Rozmawialiśmy z tobą o tym, jakie są systemy wtrysku. Jak widać, jest to bardzo interesujący temat do rozmowy. Możesz dużo więcej mówić o tym, jak dobre są wtryskiwacze oraz o możliwości natychmiastowej regulacji silnika. Ale mówiliśmy już o głównych punktach. Pamiętaj, aby regularnie sprawdzać możliwe wady. Na przykład z powodu niskiej jakości paliwa, która jest nieodłączna w naszym kraju, dysze są często zatkane. Z tego powodu silnik zaczyna pracować z przerwami, spada moc, mieszanina staje się zbyt uboga lub odwrotnie. Wszystko to ma bardzo zły wpływ na cały samochód, dlatego konieczne jest stałe i regularne monitorowanie. Ponadto staraj się tankować tylko gazem zalecanym przez producenta twojego pojazdu.