Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сравнение двигателей с инжекторным и карбюраторным впрыском топлива

Сравнение двигателей с инжекторным и карбюраторным впрыском топлива

Главная > Контрольная работа >Транспорт

Сравнение двигателей с инжекторным и карбюраторным впрыском топлива

учащийся 8 группы В

МОУ “Лицей №2” г. Ангарска

Елена Ильинична, учитель физики

МОУ ,,Лицей №2” г. Ангарска

г. Ангарск 2009 год

Известно, что мощность двигателя с инжекторным (электронным) впрыском топлива выше, чем у двигателя аналогичного рабочего объема с карбюратором. Поэтому в данной работе в теоретической части рассматриваются два этих двигателя, а в практической части проводится анализ причин различия удельной мощности инжекторных и карбюраторных двигателей, а также сравнения поведения автомобилей с данными типами двигателей на различных участках дороги. Кроме этого затрагивается вопрос о расходе топлива автомобилей с данными типами двигателей

Цель работы: определить какой из двигателей, инжекторный или карбюраторный наиболее эффективный.

1.Провести анализ методической литературы, теоретических источников

2.Выявить наиболее эффективный тип двигателя.

3.Дать рекомендацию по его использованию.

В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками, расположенными на месте карбюратора (впускном коллекторе) — «моновпрыск», по сравнению с карбюраторными двигателями: уменьшенный расход топлива, улучшенная динамика разгона, уменьшено количество выбросов вредных веществ, стабильность работы. Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения водителя. В системе электронного впрыска на каждом цилиндре имеется свой инжектор, а один инжектор заменяет один карбюратор, но это не значит, что мощность увеличится во столько раз, сколько в двигателе цилиндров.

Карбюратор он более прост в обслуживании, такие двигатели могут обслуживать сами владельцы данных автомобилей. В карбюраторе только одна электрическая спираль- эта спираль нагревает воздух в пластмассовом корпусе где находится биметаллическая пружина она в свою очередь управляет воздушной заслонкой, если вращать её корпус тем самым можно производить регулировку подачи воздуха в карбюратор. Но есть и карбюраторы с ручным приводом воздушной заслонки, при пуске двигателя зимой водитель полностью открывает заслонку и тем самым в карбюратор подается большая порция воздуха и увеличивается способность к воспламенению от электрической свечи, но если начать движение с полностью открытой воздушной заслонкой уменьшится мощность двигатель. Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте выхлопа (выпускных газов), и установке современных нейтрализаторов выхлопных газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов). Именно система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов. Дело в том, что современный катализатор вынужден не только окислять не полностью сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении.

Все карбюраторные двигатели имеют очень разнообразные системы для снижения токсичности выхлопных газов. Одна система ррппрзапускает холодный воздух в выхлопной коллектор, другая засылает часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор , откуда они снова засасываются в цилиндры и дожигаются. Кроме того, в зависимости от температуры окружающего воздуха имеется система забора холодного воздуха с улицы или горячего из-под впускного коллектора для лучшего приготовления топливной смеси. Также имеются системы для отсоса паров бензина из бензобака и поплавковой камеры карбюратора, система отсоса газов из картера двигателя. Все эти системы срабатывают от различных вакуумных устройств и управляются различными магнитными клапанами. А всем этим управляет электронный блок схожий с системой электронного впрыска. Конечно такой электронный блок есть только в иномарках в российских автомобилях он не встречается. Этот блок по совместительству управляет и карбюратором, например, работой дроссельной заслонки смесительной камеры. Вокруг карбюратора большое обилие трубок тля того, чтобы был вакуум. Обрыв какой-нибудь трубки приводит к сбросу вакуума из данной магистрали, к отказу какой-нибудь системы, а кроме того, к нарушению в той или иной степени работы карбюратора, то есть происходит подсос воздуха, исследует падение мощности двигателя. Благодаря отверстию в поплавковой камере поддерживается атмосферное давление, в результате под влиянием разности давлений происходит истечение топлива из распылителя. Топливо, вытекающее из распылителя, раздробляется струями воздуха, распыляется, частично испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Как правило, вместо одного диффузора используется двойной или даже тройной диффузор. Дополнительные диффузоры расположены концентрически в главном диффузоре и имеют небольшие размеры. Через них проходит только часть общего потока воздуха. Вследствие высокой скорости в центральной части при небольшом сопротивлении основному потоку воздуха достигается более качественное приготовление горючей смеси.

Обычно работой карбюратора управляет водитель автомобиля.

Для управления дроссельной заслонкой на автомобилях обычно используется педаль газа. Она может приводить её в движение при помощи системы тяг или тросового привода. Тяги в целом надёжнее, но конструкция привода получается сложнее и ограничивает возможности конструктора по компоновке подкапотного пространства. Привод тягами использовался преимущественно на классических автомобилях, а начиная с 1970-х годов получила распространение система с металлическим тросиком. Системы с пневмо- или электромеханическим приводом распространения на карбюраторных двигателях не получили.

На мотоциклах и некотором числе автомобилей применяется ручное управление дросселем, осуществляемое специальной рукояткой на руле через тросик.

На классических автомобилях часто предусматривалась двойная система привода: от руки рычажком и от ноги — педалью. Ручное и ножное управления часто связывалось между собой так, что при нажатии на педаль кнопка ручного управления остаётся неподвижной, а при вытягивании кнопки педаль опускается. Дальнейшее открытие дросселя можно было производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением. Например, на «Волге» ГАЗ-21 на панели приборов справа от радиоприёмника была расположена рукоятка ручного управления дроссельной заслонкой, дублирующая педаль газа. Вытянув её, можно было добиться устойчивой работы холодного двигателя или использовать для установления «постоянного газа». На грузовых автомобилях режим «постоянного газа» служил для упрощения движения задним ходом.

Воздушная заслонка может иметь механический или автоматический привод. В первом случае её закрывает водитель при помощи рукоятки, размещённой обычно на панели приборов. Автоматический привод широко применялся за границей, а в практике отечественного автопрома распространения практически не получил ввиду низкой надёжности, долговечности и ненадёжной работы при характерных для климата большей части территории СССР/России высоких перепадах температур. В этом случае воздушную заслонку закрывал биметаллический или церезиновый термоэлемент, обогреваемый жидкостью из системы охлаждения. По мере прогрева двигателя, термоэлемент нагревался, расширялся и открывал воздушную заслонку. В иных системах использовался электромеханический привод с датчиком температуры. Из отечественных автомобилей, такое пусковое устройство имели только карбюраторы отдельных моделей ВАЗ.

Читать еще:  Вибрация двигателя на холостых солярис 2017

Рис. Карбюратор автомобиля ВАЗ- 2106

1. Блок подогрева карбюратора; 2. Дроссельная заслонка первой камеры; 3. Патрубок отсоса картерных газов; 4. Рычаг привода ускорительного насоса; 5. Кулачок привода ускорительного насоса; 6. Диафрагма ускорительного насоса; 7. Топливный жиклер экономайзера мощностных режимов; 8. Корпус карбюратора; 9. Диафрагма экономайзера мощностных режимов; 10. Электромагнитный запорный клапан; 11. Топливный жиклер холостого хода; 12. Патрубок слива топлива в бак; 13. Крышка карбюратора; 14. Патрубок подачи топлива; 15. Главный воздушный жиклер первой камеры; 16. Воздушная заслонка; 17. Распылители ускорительного насоса; 18. Диафрагма пускового устройства; 19. Регулировочный винт пускового устройства; 20. Регулировочный винт количества смеси холостого хода; 21, 22. Патрубки отбора разрежения в систему рециркуляции отработавших газов; 23. Патрубок отбора разрежения к вакуумному регулятору распределителя зажигания; 24. Регулировочный винт качества смеси холостого хода; 25. Регулировочный винт приоткрывания дроссельной заслонки первой камеры; 26. Рычаг управления воздушной заслонкой; 27. Рычаг воздушной заслонки; 28. Главный воздушный жиклер второй камеры; 29. Эмульсионная трубка; 30. Распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 31. Топливный фильтр; 32. Игольчатый клапан поплавковой камеры; 33. Корпус карбюратора; 34. Дроссельная заслонка второй камеры; 35. Рычаг дроссельной заслонки второй камеры; 36. Главный топливный жиклер второй камеры; 37. Рычаг привода дроссельной заслонки второй камеры; 38. Поплавок. 39. Рычаг привода дроссельных заслонок; 40. Рычаг блокировки второй камеры.

В системе электронного впрыска все топливные инжекторы подключены к топливной магистрали, где находится бензин под довольно высоким давлением (около 2,5 кг/см2), созданным электрическим бензиновым насосом, то, когда электрический клапан инжектора откроется, этот бензин, “вытекая” из инжектора, тут же превращается в “туман”. Этим достигается хорошее перемешивание топлива с воздухом, топливо распределяется более равномерно по всему объему камеры сгорания, и как следствие улучшается процесс сгорание топлива, следовательно, повышается мощность двигателя и уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу за счет более полного сгорания топлива. Более _лучшенные динамические свойства автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки. Улучшенные параметры топливно-воздушной смеси увеличивают динамический момент двигателя. Но есть и двигатели с одним инжектором. Эту систему японцы обозначают центральным впрыском. В этой системе один инжектор заменяет собой весь карбюратор, в зависимости от режима работы двигателя на него подаются импульсы разной длительности, то есть он подает разное количество топлива в каждый цилиндр. В целом вся система центрального впрыска выглядит как карбюратор, но более эстетично: нет такого количества трубок и рычажков, какое мы видим на карбюраторе. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов. Система центрального впрыска менее надежна чем система электронного впрыска, если в центральном впрыске сломается инжектор- это повлияет на всю работу двигателя, а если в электроном впрыске сломается даже два инжектора, двигатель будет продолжать работать также устойчиво. Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными: высокая стоимость ремонта, высокая стоимость узлов, не ремонтопригодность элементов, высокие требования к качеству топлива, необходимо специализированное оборудование для диагностики, обслуживания и ремонта. Еще каждый инжекторный двигатель обеспечивает легкость пуска независимо от погодных условий. Например, в сильные морозы двигатель практически не требует прогрева и запускается «с пол-оборота», так что почти сразу можно ехать. За счет качества приготовления горючей смеси и стабильность её состава. В общем, современные инжекторные системы двигателя обеспечивают целый ряд немаловажных преимуществ перед своими карбюраторными собратьями, которые можно перечислять до бесконечности. Однако не стоит забывать, что все свои положительные качества инжектор проявляет только при условии соблюдения правил пользования и эксплуатации.

Что такое электронный впрыск на карбюраторном двигателе

Вот нашел статью.
Первый электронный двигатель (страницы истории)

Появившиеся в середине 90-х годов XX столетия отечественные двигатели, оснащенные электронной подачей топлива, уверенно вытесняют своих карбюраторных предшественников.
И не мудрено, ведь впрысковой мотор обладает лучшими мощностными показателями, более экономичны, выполняют жесткие экологические требования

В самом начале второй мировой войны (1939 год) в немецком «Luftwaffe» появились истребители «Мессершмидт» Me-109F2, на которых стоял V-образный двигатель с непосредственным впрыском и механической системой управления. К середине войны двигатели всех немецких истребителей были впрысковыми

В 1943 году начались испытания советского истребителя «Ла-7» с аналогичной системой топливоподачи

Первый автомобильный двигатель с непосредственным впрыском и механической системой управления был установлен на «Mercedes Benz 300 SL», выпуск которого был начат с 1954 года. Изменение количества топлива происходило в зависимости от оборотов двигателя, положения педали газа с учетом разрежения во впускной трубе.

Вместе с тем, аппаратура «Bosch» оказалась весьма сложной в производстве и эксплуатации. Дальнейшие исследования, проведенные фирмой «Mercedes Benz», показали, что равноценные результаты можно получить при переходе от впрыска топлива в цилиндр к впрыску во впускные патрубки двигателя и что при этом конструкция аппаратуры может быть значительно упрощена. Дальнейшей ступенью развития механического впрыска стала разработка системы непрерывного впрыска топлива во впускную трубу.

С середины 60-х годов автомобили «VolksWagen» стали оснащаться системой электронной подачи топлива «Elefant» Но это за рубежом. А что же у нас?

В 1963 году были начаты испытания опытного образца двигателя ГАЗ-327, спроектированного
и изготовленного в Конструкторско-экспериментальном отделе Горьковского автозавода (КЭО «ГАЗ») и оборудованного топливной аппаратурой впрыска бензина во впускную трубу с электронным управлением цикловой подачей топлива, конструкции
ЦНИТА (г. Ленинград).

Двигатель ГАЗ-327 был создан на базе серийного двигателя ГАЗ-21Д и имел степень сжатия e=7,2 (на серийном двигателе степень сжатия e=6,7). Основные конструктивные особенности опытного двигателя ГАЗ-327, в отличие от серийного ГАЗ-21Д, состояли в следующем:

Был изменен объем камер сгорания на другую степень сжатия без изменения формы камер;
Для улучшения наполнения цилиндров были применены впускные клапана увеличенного размера (с диаметром 43 мм вместо 39 мм у стандартного);
В верхней части головки блока, в специальных приливах против впускных каналов, были сделаны сквозные, с выходом в каналы, отверстия для установки электромагнитных форсунок;
Была изменена конструкция впускной трубы с целью впуска воздуха без его подогрева;
Из-за изменения конструкции головки блока была изменена конструкция выпускной трубы двигателя, в результате чего приемная труба глушителя стала короче;
Изменение режимов работы двигателя достигалось дросселированием потока воздуха в специальном двухгорловом воздушном патрубке, с последовательным открытием воздушных заслонок, имеющих одинаковый диаметр = 33 мм;
Отсутствовал бензонасос диафрагменного типа;
Была изменена конструкция корпуса привода распределителя зажигания из-за компоновки в нем дополнительного прерывателя для запуска устройства формирователя импульсов (датчик оборотов).
В остальном, конструкция опытного образца двигателя ГАЗ-327 была аналогична серийному ГАЗ-21.

Читать еще:  Daewoo nexia чип тюнинг двигателя своими руками

По принципу действия система электронного впрыска топлива двигателя ГАЗ-327 очень напоминала современные системы распределенного впрыска.

Топливо под избыточным давлением (2 кгс/см2) подавалось во впускную трубу посредством электромагнитных форсунок. Давление топлива создавалось специальным электрическим бензонасосом и регулировалось редукционным клапаном и стабилизатором давления.

Впрыск топлива осуществлялся одновременно во все цилиндры один раз на цикл работы двигателя.

Создание импульсов тока на открытие топливных форсунок, изменяющейся продолжительности, в зависимости от режима и условий работы двигателя обеспечивался полупроводниковым блоком управления и различными датчиками:

Прерыватель запуска (датчик оборотов) служил для определения числа оборотов двигателя;
Нагрузка на двигатель определялась посредством датчика разрежения сильфонного типа с рабочим ходом 30 мм при перепаде давления в 500 мм. рт. ст.
Этот датчик обеспечивал экономический состав топливной смеси на всех установившихся режимах работы двигателя;
Для обеспечения оптимального регулирования цикловой подачи топлива на холостом ходу (обороты ниже 11001200 об/мин) применялся специальный каскад холостого хода;
Пневматический экономайзер, установленный на впускной трубе, отвечал за обогащение топливоподачи на режимах максимальной мощности (разрежение на впуске — 4060 мм. рт. ст.);
Обогащение топливоподачи при прогреве двигателя осуществлялось в ручную с помощью переменного сопротивления;
В качестве укорительного устройства, обеспечивающего обогащение состава смеси при резком падении разрежения на впуске (с 130150 мм. рт. ст. до 0 мм. рт. ст.), в момент резкого нажатия на педаль газа, использовался ускорительный датчик;
Для высотной коррекции состава смеси в условиях горной эксплуатации автомобиля применялся барометрический датчик, который по устройству и принципу действия был аналогичен датчику разрежения;
Кроме вышеуказанных датчиков, имелся и датчик горного отключения цикловых подач топлива, в задачу которого входила отсечка топлива на режимах принудительного холостого хода («торможение двигателем»).
Для получения сравнительных характеристик в КЭО «ГАЗ» были подвергнуты стендовым и дорожным испытаниям два двигателя:
ГАЗ-327 с электронным впрыском топлива и ГАЗ-21Д1 (стандартный карбюраторный двигатель с увеличенной степенью сжатия до e=7,1).

В результате стендовых испытаний были определены внешние скоростные характеристики двигателей, по которым можно сделать следующие выводы:

Впрысковой двигатель ГАЗ-327 развивал максимальную мощность на 14,3 л.с. (18,3%) больше, чем карбюраторный ГАЗ-21Д1. При этом обороты максимальной мощности увеличились на 400 об/мин.
Максимальный крутящий момент практически не изменился, однако обороты максимального момента увеличились на 1000 об/мин.
Дорожные испытания двигателей ГАЗ-327 и ГАЗ-21Д1 проводились на автомобилях М-21 «Волга».
Автомобиль и тип двигателя Разгон с 0 до 100 км/час, сек. Максимальная скорость, км/час Средний расход топлива, л/100 км
М-21 с двигателем ГАЗ-327 24,0 140,0 10,81
М-21 с двигателем ГАЗ-21Д1 30,0 127,5 11,52
Как видно из таблицы, динамика автомобиля с впрысковым двигателем была выше на 6 секунд (20,1%), максимальная скорость движения на прямой передаче выше на 12,5 км/ч (9,9%), а средний расход топлива в интервале скоростей движения 20120 км/час ниже на 0,71 л/100 км (6,2%).

По результатам испытаний авторитетной комиссией под председательством главного конструктора «ГАЗ». Просвирина были сделаны следующие выводы:

Двигатель ГАЗ-327, оборудованный системой впрыска бензина с электронным управлением подачи, работоспособен и имеет более высокие мощностные показатели, чем сравниваемый с ним двигатель ГАЗ-21Д1.
Система питания впрыска бензина с электронным управлением подачи работоспособна, обеспечивает быстрый и надежный запуск двигателя, хорошую приемистость и устойчивость его работы на различных режимах.
Автомобиль М-21 с двигателем ГАЗ-327 имеет удовлетворительную топливную экономичность и более высокие динамические качества, чем автомобиль М-21 «Волга» с двигателем ГАЗ-21Д1.
Двигатель ГАЗ-327 обеспечивает автомобилю М-21 «Волга» хорошие тяговые качества и приемистость, особенно при движении по городским улицам с интенсивным движением и по горным шоссе с частыми поворотами и крутыми спусками.
Торможение автомобиля двигателем ГАЗ-327 при движении на крутых, затяжных спусках, эффективнее, чем двигателем ГАЗ-21Д1, что уменьшает необходимость применения тормозов.
Отдельные узлы аппаратуры впрыска во время испытаний работали недостаточно стабильно и недостаточно надежно.
Комплект аппаратуры впрыска представляет собой сложное устройство, требующее при устранении неполадок и регулировках аппаратуры, наличия у обслуживающего персонала специальных знаний, стендов и приборов.
В заключение, комиссия сделала резюме: «двигатель ГАЗ-327, оборудованный аппаратурой впрыска с электронным управлением цикловой подачей топлива в принципе работоспособен, но аппаратура впрыска работает недостаточно надежно и недостаточно стабильно, и требует дальнейшей доводки».

Дальнейшая судьба двигателя ГАЗ-327 осталась неизвестной, но первый серийный отечественный электронный впрыск топлива появился лишь спустя 30 лет на двигателях Заволжского моторного завода

Виды и особенности работы систем впрыска бензиновых двигателей

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

  1. Краткая история появления
  2. Виды систем впрыска бензиновых двигателей
  3. Моновпрыск, или центральный впрыск
  4. Распределенный впрыск (MPI)
  5. Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных видов систем впрыска топлива, которые отличаются способом образования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов:

  • Регулятор давления – обеспечивает постоянную величину рабочего давления 0,1 МПа и предотвращает появление воздушных пробок в топливной системе.
  • Форсунка впрыска – осуществляет импульсную подачу бензина во впускной коллектор двигателя.
  • Дроссельная заслонка – выполняет регулирование объема подаваемого воздуха. Может иметь механический или электрический привод.
  • Блок управления – состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит эталонные данные характеристики впрыска топлива.
  • Датчики положения коленчатого вала двигателя, положения дроссельной заслонки, температуры и т.д.
Читать еще:  Что такое мощность двигателя фольксвагена гольф

Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме:

  • Двигатель запущен.
  • Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления.
  • Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и, на основе этой информации, блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки.
  • На электромагнитную катушку направляется сигнал об открытии форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где он смешивается с воздухом.
  • Смесь топлива и воздуха подается в цилиндры.

Распределенный впрыск (MPI)

Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Схема работы системы с распределенным впрыском

Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic, L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение.

Принцип действия распределенного впрыска:

  • В двигатель подается воздух.
  • При помощи ряда датчиков определяется объем воздуха, его температура, скорость вращения коленчатого вала, а также параметры положения дроссельной заслонки.
  • На основе полученных данных электронный блок управления определяет объем топлива, оптимальный для поступившего количества воздуха.
  • Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на требуемый промежуток времени.

Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независимо от режима работы мотора. При этом смесь сгорает практически полностью, благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу.

Схема работы системы непосредственного впрыска

Такая система впрыска имеет сложную конструкцию и восприимчива к качеству топлива, что делает ее дорогостоящей в производстве и эксплуатации. Поскольку форсунки работают в более агрессивных условиях, для корректной работы такой системы необходимо обеспечение высокого давления топлива, которое должно быть не менее 5 МПа.

Конструктивно система непосредственного впрыска включает в себя:

  • Топливный насос высокого давления.
  • Регулятор давления топлива.
  • Топливная рампа.
  • Предохранительный клапан (установлен на топливной рампе для защиты элементов системы от повышения давления больше допустимого уровня).
  • Датчик высокого давления.
  • Форсунки.

Электронная система впрыска такого типа от компании Bosch получила наименование MED-Motronic. Принцип ее действия зависит от вида смесеобразования:

  • Послойное – реализуется на малых и средних оборотах двигателя. Воздух подается в камеру сгорания на большой скорости. Топливо впрыскивается по направлению к свече зажигания и, смешиваясь на этом пути с воздухом, воспламеняется.
  • Стехиометрическое. При нажатии на педаль газа происходит открытие дроссельной заслонки и осуществляется впрыск топлива одновременно с подачей воздуха, после чего смесь воспламеняется и полностью сгорает.
  • Гомогенное. В цилиндрах провоцируется интенсивное движение воздуха, при этом на такте впуска происходит впрыск бензина.

Непосредственный впрыск топлива в бензиновом двигателе – наиболее перспективное направление в эволюции систем впрыска. Впервые он был реализован в 1996 году на легковых автомобилях Mitsubishi Galant, и сегодня его устанавливают на свои автомобили большинство крупнейших автопроизводителей.

Развитие системы впрыска: от Евро-1 до Евро-5

Развитие системы впрыска: от Евро-1 до Евро-5

Как появилась система впрыска

Эпоха карбюраторных двигателей продолжалась бы долго, если не ужесточение требований к экологичности. Автомобильный парк в мире вырос настолько, что в любой стране проблема снижения выбросов отработавших газов в окружающую среду стала общенациональной, а для ее решения потребовалось вмешательство государства.

До 1993 года в Европе действовали стандарты токсичности, в которые свободно укладывались карбюраторные двигатели. В 1993 году в Европе были приняты жесткие требования к токсичности, названные Евро-1 (цифра 1 символизирует первый шаг на пути к экологически чистым двигателям). Наряду с резким ограничением содержания вредных веществ в выхлопных газах появилось ограничение по испарениям топлива из систем автомобиля. При этом автомобиль должен был укладываться в требования стандарта в течение первых 80 000 км пробега.

Из всех вариантов решения проблемы снижения вредных выбросов самым эффективным оказалось использование каталитического нейтрализатора, в котором в результате химической реакции с кислородом в присутствии катализатора углеводороды СН, оксид углерода СО и окислы азота NOx превращаются в воду H2О, двуокись углерода СО2 и азот N2. Особенность нейтрализатора заключается в том, что для эффективной борьбы со всеми тремя вредными компонентами топливо должно подаваться в цилиндр в строгой пропорции с воздухом.

Механический карбюратор оказался не в состоянии обеспечивать точную дозировку топлива, и на смену пришел электронный карбюратор. Механический впрыск сменил впрыск электронный: центральный и распределенный (многоточечный). Неотъемлемой частью систем с нейтрализатором стал датчик кислорода (лямбда-зонд). Для борьбы с испарениями топлива на автомобиль установили систему улавливания паров бензина.

В 1996 году появился новый стандарт токсичности — Евро-2, более жесткий по сравнению с предыдущим. Единственной системой, которая позволяла укладываться в эти требования с большим запасом, была система с распределенным впрыском топлива. Эра карбюраторов завершилась.

Следующий шаг — Евро-3 — был сделан в 2000 году. Ужесточение норм токсичности в этом стандарте дополняется требованием постоянного контроля работоспособности основных компонентов системы, неисправность которых приводит к увеличению вредных выбросов. Контроллеру была поставлена дополнительная задача — проверять правильность работы системы и информировать водителя о неисправностях.

В 2005 году все автопроизводители Европы начинают выпуск автомобилей, удовлетворяющих нормам Евро-4. Для выполнения требований по экологичности и улучшению потребительских качеств автомобиля:

  • совершенствуются алгоритмы управления двигателем, катализатор переносится ближе к двигателю или снабжается специальным подогревателем,
  • используется система рециркуляции отработавших газов,
  • добавляется система подачи вторичного воздуха,
  • увеличивается число клапанов на цилиндр,
  • впускные трубы становятся изменяемой длины,
  • фазы газораспределения меняются в зависимости от режима работы двигателя,
  • впрыск топлива осуществляется непосредственно в цилиндр,
  • намечается тенденция к переходу на комбинированные силовые установки,
  • проводятся активные работы в области альтернативных источников энергии.

В настоящее время в Европе действуют еще более жесткие экологические нормы Евро-5. Но прогресс не стоит на месте и в ближайшее время должны появиться еще более жесткие нормы Евро-6. Как предполагается, это случиться не ранее 2018 года.

Прогресс не остановить и мы будем ездить на экологичных автомобилях. Они становятся сложнее, но автолюбители не задумываясь как устроен автомобиль. Так впрыск топлива надо рассматривать как продукт, созданный для упрощения пользования машиной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector