Система безпосереднього вприскування палива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система безпосереднього вприскування палива

Основний пристрій системи живлення сучасних двигунів внутрішнього згоряння -- як бензинових, так і дизельних. На відміну від карбюраторної системи інжектор вприскує паливо безпосередньо в циліндри чи впускний колектор за допомогою однієї або кількох механічних або електричних форсунок.

Історія появи систем безпосереднього вприскування

Вперше ці системи упорскування були розроблені майже сто років назад. Але, на жаль, конструкція вийшла дуже дорога у виготовленні, так і витрати палива була більше, ніж на карбюраторних двигунах і тому до середині двадцятого століття всі розробки в цьому напрямку були припинені. Повернення до робіт з конструювання систем уприскування з безпосередньою подачею бензину в циліндри двигуна стався в дев'яності роки минулого століття. У 1996 році Японська компанія “Mitsubishi” випустила перший серійний автомобіль з системою безпосереднього вприскування палива.

двигун вприскування паливо датчик

Будова системи безпосереднього вприскування палива

Конструкція системи безпосереднього вприскування палива розглянута на прикладі системи, котра встановлюється у двигуни FSI (Fuel Stratified Injection - пошарове вприскування палива). Система безпосереднього вприскування складає контур високого тиску паливної системи двигуна і включає паливний насос високого тиску, регулятор тиску палива, паливну рампу, запобіжний клапан, датчик високого тиску і форсунки вприскування.

Паливний насос високого тиску служить для подачі палива до головної рампи і далі до форсунок впорскування під високим тиском (3-11 МПА) у відповідності з потребами двигуна. Основну конструкції насоса складає один або кілька плунжерів. Насос приводиться в дію від розподільного валу впускних клапанів.

Регулятор тиску палива забезпечує дозовану подачу палива наносом у відповідності з впорскуванням форсунки. Регулятор розташований в паливному насосі високого тиску. Паливна рампа служить для розподілення палива по форсунках вприскування і запобігання пульсації палива в контурі. Запобіжний клапан захищає елементи системи впорскування від передавальних тисків, що виникають при температурному розширенні палива. Клапан встановлюється на паливні рампі.

Датчик високого тиску призначений для вимірювання тиску в паливні рампі. У відповідності з сигналами датчика блок управління двигуном може змінювати тиску в паливній рампі. Форсунка вприскування забезпечує розпилення палива в камері згорання для утворення палино-повітряної суміші.

Узгоджену роботу системи забезпечує електронна система управління двигуном, яка є подальшим об'єднаної системи вприскування бензину. Стандартно управління двигуном об'єднує вхідні датчики, блок управління і виконавчі механізми.

Крім датчика високого тиску палива в інтересах системи безпосереднього вприскування працюють датчик частоти обертання колінчастого валу, датчик положення педалі акселератора, витратомір колінчастого валу, датчик положення розподільного валу, датчик положення педалі акселератора, витратомір повітря, датчик температури охолоджувальної рідини, датчик температури повітря на впуску.

У сукупності датчики забезпечують необхідною інформацією блок управління двигуном, на основі якої блок діє на виконавчі механізми - електромагнітні клапани форсунок, запобіжний і перепускний клапани.

Принцип дії системи безпосереднього вприскування

Система безпосереднього вприскування в результаті роботи забезпечує декілька видів сумішоутворення:

· пошарове;

· стехіометричне гомогенне;

· гомогенне.

Таке різноманіття в сумішоутворенні визначає високу ефективність використання палива (економія, якість суміші, її повне згорання, збільшення потужності, зменшення шкідливих викидів) на всіх режимах роботи двигуна.

Пошарове сумішоутворення використовується при роботі двигуна на малих і середніх оборотів і навантаженнях. Стехіометричне (інша назва - легкоспалахуване) гомогенне (інша назва - однорідне) сумішоутворення застосовується при високих оборотах двигуна і великих навантаженнях. На бідній гомогенній суміші двигун працює в проміжних режимах.

При пошаровому сумішоутворенні дросельна заслінка майже повністю відкрита, впускні заслінки закриті. Повітря поступає в камери згорання з великою швидкістю, з утворенням повітряного вихору. Впроскування палива відбувається в зону свічки запалювання в кінці такту стискування. За нетривалий час до загоряння в районі свічки запалювання утворюється паливно-повітряна суміш з коефіцієнтом надлишку повітря від 1,5 до 3. При загорянні суміші кругом не лишається достатньо багато чистого повітря, що поступає в ролі теплоізолятора.

Гомогенне стехіометричне сумішоутворення проходить при відкритих впускних заслінках, дросельна заслінка при цьому відкривається у відповідності з положенням педалі газу. Впорскування палива відбувається на такі впуску, що сприяє утворенню однорідної суміші. Коефіцієнт надлишку повітря складає 1. Суміш загоряється і ефективно згоряє у всьому об'ємі камери згорання.

Бідна гомогенна суміш утворюється при максимально відкритій дросельній заслінці і закритими впускними заслінками. При цьому створюється інтенсивний рух повітря в циліндрах. Впорскування палива відбувається на такті впуску. Коефіцієнт надлишку повітря підтримується системою управління двигуном на рівні 1,5. При необхідності у склад суміші додаються відпрацьовані гази з випускної системи, вміст яких може досягати 25%.

Перевага систем безпосереднього впорскування

Основною перевагою цих систем є зниження витрати бензину, за рахунок того, що двигун змушують працювати на дуже бідних за складом горючих сумішах. А більш економічні по витраті палива автомобілі будуть користуватися більшою популярністю у покупців, що збільшує на них попит, приносячи прибуток тієї компанії, яка їх випускає. Другою перевагою систем безпосереднього вприскування палива є деяке підвищення потужності двигуна, за рахунок збільшення ступеня стиснення в циліндрах двигуна. Третім перевагою є зменшення шкідливих викидів у відпрацьованих газах, іншими словами підвищуються екологічні стандарти автомобіля з таким двигуном. А як відомо, зараз екологічні вимоги до випуску автомобілів стають все більш жорсткими.

Пристрій систем живлення з безпосереднім вприскуванням палива

Як і на всіх автомобілях, паливо за допомогою електричного бензонасоса, всмоктується з паливного бака і проходить через паливний фільтр. Далі його шлях лежить до насоса високого тиску, який подає його на рампу (іншими словами трубопровід високого тиску) під тиском близько 10 МПА, звідки паливо надходить до форсунок упорскування, розташованим на кожному циліндрі двигуна. Щоб регулювати тиск в рампі, в систему харчування встановлюють запобіжний клапан, регулятор тиску палива. Керує регулятором тиску палива датчик високого тиску. До верхньої частині паливного бака під'єднується трубопровід, що йде до адсорберу. Для продувки адсорбера використовується електромагнітний клапан. Управління всіма встановленими в паливній системі електромагнітними клапанами ведеться через мікропроцесор.

Паливний насос високого тиску (ТНВД) механічний, він отримує обертовий момент від розподільного вала двигуна. Конструктивно ТНВД може бути одноплунжерным або многоплунжерным. Його завдання підняти тиск в системі живлення до необхідних величин.

У голівці блоку циліндрів в кожну камеру згорання під певним кутом укручуються електромагнітні форсунки, в обов'язок яких входити виробляти впорскування бензину в циліндр на такті стиску. Причому розпил палива може бути двояким: або факелом у вигляді конуса, або просто струменем. Це залежить від того, в якому режимі працює в даний момент двигун.

У системах безпосереднього вприскування палива поршні в циліндрах двигуна мають на своєму днище специфічні виїмки, які призначені для того, щоб повітря, знаходиться в камері згоряння, крутився у вигляді вихору. Це дозволяє направити горючу суміш безпосередньо до свічки запалювання, що полегшує її займання.

Впускний колектор на деяких автомобілях під'єднують до голівці блоку циліндрів не збоку, а мають його над камерою згоряння зверху, це дозволяє подавати повітря з більш високою швидкістю, що покращує сумішоутворення, а значить, збільшує повноту згоряння палива.

Размещено на Allbest.ru