Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматические системы транспортных средств

Системы центрального впрыска

При работе двигателя сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления. По совокупности сигналов и информации об эталонных характеристиках впрыска блок управления вычисляет начало и продолжительность открытия центральной форсунки. В соответствии с расчетными данными подается сигнал на электромагнитную катушку форсунки. Запорный клапан открывается. Бензин через сопло под давлением распыляется во впускном коллекторе и смешивается с воздухом. Образуемая топливовоздушная смесь подается в камеры сгорания двигателя. Широкое распространение получили комплексные системы управления бензиновым двигателем, в состав которых входят компоненты электроискрового зажигания и центрального одноточечного впрыска топлива.

Системы распределенного впрыска

Распределенный впрыск — это впрыск с числом форсунок, соответствующим числу цилиндров, расположенных во впускном коллекторе перед впускными клапанами (при распределенном впрыске на каждый цилиндр применяется своя форсунка, и он еще делится на: одновременный, попарно-паралельный, фазированный).

Системы непосредственного впрыска

Непосредственный впрыск (D4, GDI, DI) — процедура впрыскивания топлива в сам цилиндр, а не во впускной коллектор. Двигатели с таким типом впрыска более экологичны и экономичны. Каждый производитель обозначает такую систему своей аббревиатурой.

Первой применила двигатель с непосредственным впрыском на серийном автомобиле компания Mitsubishi. Поэтому рассмотрим устройство и принципы действия непосредственного впрыска на примере двигателя GDI (Gasoline Direct Injection).

Рассмотрим основные конструктивные отличия GDI от обычного впрыска.

Рис. 3.3. Система центрального впрыска [1]:

I — электрический топливный насос; 2— топливный фильтр; За — потенциометр дросселя; ЗЬ — регулятор давления; Зс — форсунка; 3d — датчик температуры воздуха; Зв — активатор холостого хода дроссельной заслонки; 4 — датчик температуры двигателя; 5 — лямбда-зонд; 6 — электронный блок управления (ЭБУ)

Рис. 3.4. Карбюратор системы центрального впрыска [2] (а) и схема подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя (б)

Рис. 3.5. Схема системы распределенного впрыска [4):

1 — топливный бак; 2 — топливный фильтр; 3 — топливный насос; 4 — электронный блок управления; 5 — регулятор давления топлива; 6 — накопитель топлива; 7 — инжектор; 8 — пусковая форсунка; 9 — винт регулировки холостого хода; 10 — дроссельная заслонка; 11 — датчик массового расхода топлива; 12 — реле управления; 13 — лямбда-зонд; 14 — датчик детонации; 15 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 16— распределитель зажигания; 17— клапан стабилизации холостого хода; 18 — винт регулировки системы охлаждения; 19 — аккумуляторная батарея; 20 — замок зажигания

Топливный насос высокого давления (ТНВД). Механический насос (подобный ТНВД дизельного двигателя) развивает давление в 50 бар (у инжекторного двигателя электронасос в баке создает в магистрали давление около 3—3,5 бар).

Форсунки высокого давления с вихревыми распылителями создают форму топливного факела в соответствии с режимом работы двигателя. На мощностном режиме работы впрыск происходит на режиме впуска и образуется конический топливовоздушный факел. На режиме работы на сверхбедных смесях впрыск происходит в конце

Рис. 3.6. Элементы системы распределенного впрыска [3] (слева) и схема подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя (справа)

такта сжатия и формируется компактный топливовоздушный факел, который вогнутое днище поршня направляет прямо к свече зажигания.

В днище поршня особой формы сделана выемка, при помощи которой топливовоздушная смесь направляется в район свечи зажигания.

На двигателе GDI применены вертикальные впускные каналы, которые обеспечивают формирование в цилиндре «обратного вихря», направляя топливовоздушную смесь к свече и улучшая наполнение цилиндров воздухом (у обычного двигателя вихрь в цилиндре закручен в противоположную сторону).

Компания Mitsubishi стала пионером в применении непосредственного впрыска топлива. На сегодняшний день аналогичную технологию используют Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) и Toyota (JIS). Главный принцип работы этих систем питания аналогичен — подача бензина не во впускной тракт, а непосредственно в камеру сгорания и формирование послойного либо однородного смесеобразования в различных режимах работы мотора. Но подобные топливные системы имеют и различия, причем иногда довольно существенные. Основные из них — рабочее давление в топливной системе, расположение форсунок и их конструкция.

Аббревиатура FSI расшифровывается как Fuel Stratified Injection, что в переводе с английского означает «послойный впрыск топлива». Топливная аппаратура двигателя с системой впрыска FSI сделана по аналогии с дизельными агрегатами: насос высокого давления нагнетает бензин в топливную рампу, общую для всех цилиндров. Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания через форсунки с электромагнитными клапанами. Команда на открытие каждой форсунки подается из центрального блока управления, а фазы ее работы зависят от оборотов и нагрузки двигателя.

Преимущества бензинового двигателя с прямым впрыском:

• благодаря форсункам с электромагнитными клапанами возможен впрыск строго дозированного количества топлива в камеру сгорания в определенное время;

• изменение фаз впускного распределительного вала на 40 градусов обеспечивает хорошую тягу на низких и средних оборотах;

• использование рециркуляции выхлопных газов уменьшает эмиссию токсичных веществ;

• двигатели с прямым впрыском FSI на 15 % экономичнее бензиновых двигателей с традиционной системой впрыска.

Система представлена в 2000 г. Как и в GDI для японского рынка, FSI может работать в двух режимах — экономичном (при малых и средних нагрузках) и обычном (большие нагрузки). В экономичном (равномерное движение на скоростях до 120 км/ч) впрыск топлива происходит при такте сжатия, а в обычном режиме — при такте впуска, как и в системе питания с распределенным впрыском.

Повышенное давление впрыска (100 бар) обеспечивает более своевременную подачу топлива и качественное его распыление. Увеличен наклон форсунки, а впускной канал разделен специальной перегородкой на две части. Воздух может поступать либо через одну

Рис. 3.7. Пример системы непосредственного впрыска [4] часть его сечения, либо через обе. На малых оборотах поток воздуха проходит через одну половинку канала, что позволяет увеличить его скорость для получения лучшего завихрения потока. На больших оборотах перегородка открывается, воздух поступает через весь канал, и скорость потока остается примерно такой же, как и на малых оборотах.

Если сравнить двигатели Volkswagen рабочим объемом 1,4 л с распределенным и непосредственным впрыском, устанавливаемые на модели Polo, нетрудно заметить, что FSI на 11 л. с. мощнее (86 л. с. против 75 л. с.) и обеспечивает меньший расход горючего (4,7—7,7 л против 5,8—10,2 л/100 км).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы