Что такое непосредственный впрыск? Что такое непосредственный впрыск топлива
Что такое непосредственный впрыск? | KolesaNews.RU
Непосредственный впрыск топлива в цилиндры — это новая технология, позволяющая бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, увеличивая мощность, уменьшая вредность выбросов в атмосферу и увеличивая экономичность двигателя.
Как непосредственный впрыск работает:Бензиновые двигатели работают на смеси топлива с воздухом, которая засасывается в цилиндр, сжимается поршнем и воспламеняется электрической свечой; в результате продукты горения давят на поршень, заставляя его двигаться вниз, производя работу. Традиционная (не прямая) система образования топливно-воздушной смеси в камере вне цилиндра, называется- коллекторная. В непосредственной системе, воздух и бензин смешиваются непосредственно в цилиндре, путем подачи бензина через специальную форсунку.
Преимущества непосредственного впрыска:Объединяясь с ультрасовременными компьютерами, непосредственный впрыск позволяет более точно подавать топливо. Расположение инжекторов также позволяет наиболее оптимально распылять топливо, как туман, без образования капель. Результат- более полное сгорание, другими словами, больше бензина сгорит, что переводится, как , больше мощности и меньше загрязнения с каждой капли бензина.
Недостатки непосредственного впрыска:Основные недостатки- сложность и стоимость. Эти системы дороги в производстве потому, что их компоненты должны быть более крепкими- они имеют дело с топливом при давлении значительно большем, чем при обычном способе смесеобразования. К тому же форсунки сами должны быть способными выдержать температуру и давление в цилиндрах двигателя.
Насколько мощнее и эффективнее непосредственный впрыск:Компания Кадиллак продает модель CTS с двумя версиями смесеобразования на их V6- 3,6 литра. Предкамерное смесеобразование дает 263 л.с., в то время как непосредственный впрыск уже 306 л.с. Несмотря на дополнительную мощность, экономия топлива составляет 1 миля/галлон в городе, хотя равно на трассе. Другое преимущество: Кадиллак с непосредственным впрыском работает на 92 бензине, в то время как Infiniti и Lexus, которые используют 300 л.с. V6 с предкамерным смесеобразованием, требуют 95 бензин.
Возвращение интереса к непосредственному впрыску:Эта технология существует с середины 20 века; однако только некоторые автопроизводители адоптировали ее для массового производства автомобилей. Электронно-контролируемый предкамерный впрыск делал замечательно свою работу и предлагал огромные преимущества перед карбюраторными автомобилями, которые доминировали на рынке до 80-х годов прошлого столетия. Однако, недавние установление космических цен на топливо и строжайшая топливная экономия и контроль вредных выбросов в атмосферу, толкнуло многих автопроизводителей развивать систему непосредственного впрыска. Это легко увидеть вокруг нас, на многих машинах пишут NeoDi, GDI, D4, Common Rail и т.д.
Дизели и непосредственный впрыск:Виртуально можно сказать, что все дизели используют эту систему. Однако, потому что дизели используют другие процессы для воспламенения топлива (в отличии от бензинового двигателя, топливо в дизельном двигателе воспламеняется от давления и температуры), их система впрыска отличается по конструкции и способу управления от бензинового непосредственного впрыска. Благодаря новым технологиям, компания Mazda сняла стереотип, как самых грязных двигателей, с дизелей. Вполне возможно, что они вскоре вновь займут полноправное место на улицах Токио.
Related posts:
с Вашего собственного сайта.
kolesanews.ru
Непосредственный впрыск - что это такое?
В первой половине двадцатого века на авиационных двигателях появились первые системы непосредственного впрыска топлива в цилиндры. В сороковые годы прошлого столетия были прекращены попытки установки двигателей с такой системой на легковые автомобили, из-за их повышенного расхода бензина, дороговизны и большого количества дыма на высоких скоростях. Подача топлива непосредственно в цилиндр имеет некоторые затруднения. Форсунки работают в более жёстких условиях, нежели установленные во впускном коллекторе. Более дорогой и усложнённой конструкцией является головка блока цилиндров. Время образования рабочей смеси очень маленькое и соответственно для качественного перемешивания необходимо подать топливо под высоким давлением.
Компания Mitsubishi сумела учесть все эти нюансы и первой внедрила на автомобильных двигателях систему непосредственного впрыска топлива. Автомобиль Mitsubishi Galant с двигателем 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск топлива) начал серийно выпускаться с 1996 года. Увеличение мощности и снижение расхода бензина – это два достоинства системы непосредственного впрыска. Экономичность можно объяснить возможностью работы при очень бедной смеси. Повышенная мощность является производной от степени сжатия (здесь она доведена до 12,5), так как на карбюраторных двигателях она в районе 10.
Топливный насос двигателя GDI способен выдавать давление в 5 МПА.
Форсунка такого двигателя способна создавать малый или большой факел распыления бензина. Факел будет тем или иным, зависимости от полученного электрического сигнала. Впрыскивание бензина происходит непосредственно в цилиндр.
В таком двигателе поршень имеет специальную форму. Дно поршня выполнено в виде сферической выемки. Эта форма закручивает нагнетаемый воздух, направляет полученный бензин к свече, которая установлена по центру верха цилиндра. Впускной коллектор расположен сверху вертикально. Он не имеет изгибов и из-за этого скорость поступающего воздуха высока.
Двигатель с системой непосредственного впрыска имеет три режима работы:1. На сверхбедных смесях;2. На стехиометрической смеси;3. На резких ускорениях с малых оборотов.
При движении автомобиля со скоростью от ста до ста двадцати километров в час без резких ускорений применяется первый режим. Используется очень бедная смесь (коэффициент излишка воздуха более 2,7). При обычных условиях такая смесь от искры не воспламеняется, из-за этого, как на дизельном двигателе, форсунка компактным факелом подаёт бензин в конце такта сжатия. Сферическая выемка направляет бензин к электроду свечи, а там повышенная концентрация паров топлива легко воспламеняется.
Когда при резких ускорениях необходима высокая мощность, а также при движении на высоких скоростях - применяется второй режим. При нём нужен стехиометрический состав рабочей смеси. Этот состав рабочей смеси воспламеняется свободно, но при повышенной степени сжатия двигателя GDI, чтобы не было детонации, топливо поступает в виде мощного факела. Мелкодисперсная смесь наполняет камеру сгорания, испаряется и, охлаждая поверхность цилиндра, снижает возможное появление детонации.
При работе двигателя на малых оборотах коленчатого вала и мгновенном нажатии на педаль акселератора появляется большой крутящий момент, так ведёт себя двигатель на третьем режиме. На этом режиме за один цикл форсунка подаёт топливо два раза. Сверхбедная смесь (альфа=4,1) поступает мощным факелом в цилиндр в такт впуска и охлаждает его. Ещё раз компактным факелом форсунка подаёт бензин в конце такта сжатия. Рабочая смесь обогатится, и детонации не произойдёт.
Двигатель, оснащённый системой GDI на десять процентов экономичнее и на двадцать процентов экологичнее, чем двигатель с распределённым впрыском. При равных условиях мощность этого двигателя выше на десять процентов. Но у двигателей такого типа есть один существенный недостаток, на них сильно влияет повышенное содержание серы в топливе. Компания Orbital разработала неповторимый ни на что процесс непосредственного впрыска топлива. Специальная форсунка нагнетает бензин с заранее смешанным воздухом в цилиндр. Она состоит из воздушного и топливного жиклёра.Принцип действия форсунки Orbital.
Из специального компрессора под давлением 0,65 МПа воздух в сжатом состоянии подаётся к воздушному жиклёру, при этом давление топлива выше – 0,8 МПа. Первым начинает подачу топливный жиклёр, потом – воздушный, из-за этого как аэрозоль рабочая смесь поступает мощным факелом. Форсунка установлена в головке блока цилиндров у свечи, её жиклёры направлены на электроды, поэтому воспламенение имеет отличный результат.
Система питания с распределительным впрыском состоит из: подающих и очищающих топливо и воздух систем; системы, улавливающей и сжигающей пары бензина, электронных датчиков блока управления и системы выпуска с дожиганием выхлопных газов.
remontauto.by
Что такое непосредственный впрыск бензина
В начале 50-х годов в Германии была предпринята попытка создать и автомобильный двигатель с непосредственным впрыском. Им стал двухтактный двигатель небольшой германской компании Goliath. Окончательно задача была решена только в конце века, но не в Европе, а в Японии. В 1995 году первым серийным образцом 4-тактного двигателя нового типа стал мотор с аббревиатурой GDI (Gasoline Direct Injection) от Mitsubishi. В настоящее время аналогичные моторы есть у Toyota, Renault и Saab.
От традиционных инжекторных двигатели GDI конструктивно отличаются весьма существенно. Во-первых, они могут быть только многоклапанными. В головке блока имеются почти вертикальные каналы для подачи воздуха из впускного коллектора, которые обеспечивают завихрение воздушного потока, необходимого для лучшего смесеобразования. Принципиально иной конструкции форсунки распыляют топливо непосредственно в цилиндры, а не во впускной коллектор, как обычно. Давление топлива на этапе впрыска должно быть около 50 атм, для чего в дополнение к обычному электробензонасосу, подающему топливо из бака под давлением примерно в 3 атм, применяется механический топливный насос высокого давления. Он расположен непосредственно на двигателе. Нет в GDI и дроссельной заслонки в привычном смысле слова — режим работы мотора меняется в зависимости от количества топлива в цилиндрах. А педаль газа в машинах — всего лишь «клавиша», нажимая которую, водитель подает команды электронному блоку управления. Последний посредством многочисленных датчиков анализирует нагрузку и, в зависимости от ситуации, переходит на ту или иную программу подачи топлива и воздуха. Можно сказать, что двигатель сам решает, сколько топлива и в какой момент надо подать в цилиндры.
На холостом ходу и на средних оборотах поступающий через каналы воздух отражается от днища поршня, которое имеет в середине выступ гребневидной конфигурации, в результате чего возникают тайфунообразные завихрения. Впрыскиваемое под высоким давлением в конце такта сжатия топливо испаряется почти моментально и за счет особой выемки на поршне в районе форсунки возносится к свече зажигания. В результате сложных физических процессов образуется неоднородное по составу облачко смеси — вблизи свечи смесь богатая, на «периферии» — беднее, а у стенок цилиндра остается почти чистый воздух. Несмотря на то, что в целом смесь в цилиндре получается сверхбедной, примерно 40:1, такое послойное распределение обеспечивает устойчивое и эффективное сгорание, а следовательно, высокую экономичность и экологическую чистоту.
При необходимости перехода в мощностной режим впрыск топлива происходит раньше, на такте впуска, а количество подаваемого топлива резко возрастает — соотношение «воздух-бензин» увеличивается до «нормы» 14,7:1. И в таком режиме этот мотор работает практически так же, как обычный инжекторный.
Третий, комбинированный режим предназначен для того, чтобы увеличить крутящий момент на низких оборотах и добиться максимальной эластичности двигателя при ускорении на высокой передаче. В этом случае топливо впрыскивается в две стадии: сначала поступает небольшая доза на такте впуска, а большая часть — в конце такта сжатия. Мотор питается переобогащенной смесью — 12:1, за счет чего уже при 650 об./мин. крутящий момент увеличивается на 55 процентов. И машина не «дергается», если, к примеру, при скорости около 30 км/ч на 4-й передаче резко нажать на педаль газа, а уверенно и ровно ускоряется.
Бытует мнение о крайней чувствительности системы непосредственного впрыска топлива к высокому содержанию серы в бензине. На самом деле связь тут косвенная: бедная рабочая смесь неизбежно ведет к повышению концентрации в выхлопе окислов азота. А последние ужесточения европейских и американских норм токсичности заставили автопроизводителей разработать новый тип трехкомпонентных нейтрализаторов. Именно в них-то и содержится тот компонент, который был особо чувствителен к примесям серы.
Автопилот
autooboz.info
