Nykyaikaisten polttomoottoreiden polttoaineensyöttöjärjestelmien ominaisuudet ja lajikkeet. Hajautettu tai suora ruiskutus (MPI tai GDI). Mikä on ero ja mikä on parempi Elektronisella polttoaineen ruiskutuksella varustetun moottorin toimintaperiaate

Kaikki nykyaikaiset moottorit on siirretty kokonaan vanhasta ja vanhentuneesta kaasuttimen voimajärjestelmästä polttoaineen ruiskutukseen moottoriin suuttimen avulla. Välittömästi tällaisen auto-elämän muutoksen jälkeen syntyi ristiriitoja erilaisten käytössä ruiskutusjärjestelmät injektio. Joten tähän asti autonvalmistajien välillä on riitoja, kumpi on parempi, koska jokaisella on omat etunsa ja haittansa.

Harkitse tunnetuimpia ja yleisimmin käytettyjä polttoaineen ruiskutusjärjestelmiä

Keskitetty polttoaineen ruiskutus

Vaihtoehtona kaasutinjärjestelmä, ensimmäistä kertaa keskusinjektiota alettiin käyttää 1980-luvun 80-luvulla. Totta, sen ja kaasuttimen välillä ei ollut paljon eroa. Imusarjan sisällä on myös ilman/polttoaineen sekoitus. Ainoa ero on, että suutin on tullut korvaamaan herkän ja melko monimutkaisen kaasuttimen. Tietenkään täällä ei ole elektroniikkaa - kaikki tehdään mekaniikan avulla.

Silti yksipisteruiskutus antoi moottorin toimia tehokkaammin ja mikä tärkeintä, vähemmän taloudellisesti.

Tämä tapahtui, koska injektori tarjosi tarkemman ja taloudellisemman polttoaineen annostuksen. Sen jälkeen ilmestyi homogeeninen seos, joka saattoi muuttaa koostumustaan ​​välittömästi erilaisissa ajo-olosuhteissa ja moottorin toimintatiloissa.

Keskusinjektion haitat

Tällä järjestelmällä oli kuitenkin omat merkittävät haitansa. Joten esimerkiksi sylintereihin saapuneen ilman vastus oli suuri. Koska suutin asennettiin hyvin usein kaasuttimen runkoon, ja sen ajan anturit olivat melko isoja, mikä vaikeutti moottorin "hengitystä". Teoriassa tällainen "miinus" voitaisiin helposti korjata - kyllä, mutta sisään oikea elämä noina vuosina epätasaisten tulojen poistaminen polttoaineseosta sylintereihin - se oli erittäin ongelmallinen tehtävä. Seoksen piti kulkea pitkän matkan putkilinjojen läpi, jotka suunniteltiin mitä erilaisimmilla pituuksilla ja eri vastuksilla. Kaikki tämä on johtanut siihen, että tällä hetkellä keskusinjektiota ei käytännössä käytetä. Keskusjärjestelmän viimeistely oli liian vaikeaa, oli helpompi aloittaa alusta ja keksiä jotain uutta.

Monipiste- tai jakeluruiskutus

Sen tärkein ero edelliseen järjestelmään on erillisen suuttimen läsnäolo jokaiselle sylinterille imusarjassa. Seos saadaan koostumukseltaan homogeeniseksi kaikille sylintereille. Aluksi se oli puhtaasti mekaaninen, mutta tätä järjestelmää on parannettu jatkuvasti.

Joten XX vuosisadan 90-luvulla elektroniikkaa alettiin tuoda laajalti käyttöön. Tämä mahdollisti moottorin virransyöttöjärjestelmän parantamisen, ja sen lisäksi oli mahdollista koordinoida sen toimia muun moottorin kanssa.

Koska moderni auto pystyy paitsi ilmoittamaan kuljettajalle toimintahäiriöistä, myös kytkemään hätätilan päälle tarvittaessa.

Monipisteruiskutusjärjestelmään otettiin myös lisäantureita, jotka mahdollistivat ruiskutuksen siirtämisen rinnakkaisesta peräkkäiseen polttoaineen syöttöön moottoriin. Tämä kaavio mahdollisti yksilöllisen ajoituslaskelman jokaiselle sylinterille, jotta polttoainetta syötetään yksinomaan normalisoidulla aikavälillä ennen venttiilin avautumista. Epäilemättä tällaisen järjestelmän edut ovat paljon suuremmat, se on tehokkaampi ja tarkempi, mutta se myös maksaa paljon enemmän.

Suora ruiskutus

Tällaisessa järjestelmässä bensiini tulee suuttimien kautta suoraan moottorin sylintereihin. huomautetaan, että aluksi tällaista järjestelmää käytettiin vain lentokoneiden moottoreissa toisen maailmansodan aikana. Ensimmäinen suoraruiskutusauto oli Goliath GP700. Mutta sodan jälkeisellä kaudella tämäntyyppinen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä ei ollut suosittu polttoainepumppujen korkeiden kustannusten ja tämän järjestelmän ainutlaatuisen sylinterinkannen vuoksi. Sitten insinöörit eivät löytäneet tällaisen järjestelmän optimaalista tasapainoa, tarkkaa toimintaa ja hyväksyttävää luotettavuutta.

Suora ruiskutus

Globaalien ympäristöongelmien kasvu johti siihen, että viime vuosisadan 90-luvulla noin suora ruiskutus polttoaine tuli taas mieleen. Mitsubishi sovelsi ensimmäisenä tätä järjestelmää ja julkaisi sarjan GDI-moottoreita vuonna 96, minkä jälkeen muut autonvalmistajat omaksuivat japanilaisten menestyksekkään kokemuksen - Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, FIAT, Peugeot-Citroen ja muut.

Tämä selittyy sillä, että tällainen polttoaineen syöttöjärjestelmä sallii moottorin toimia seoksilla, joissa on korkea ilmapitoisuus, tällaisia ​​seoksia kutsutaan laihaiksi, eikä se ole sattumaa, koska mitä vähemmän polttoainetta tarvitaan, sitä korkeampi hyötysuhde.

Myös sylintereihin syötetty bensiini lisää moottorin puristussuhdetta, mikä puolestaan ​​​​lisää sen tehoa ja hyötysuhdetta.

Hallussa

Suoraruiskutus on ehkä paras ratkaisu auton syöttämiseen polttoaineella, ellei jollekin "MUTTA". Tällaisella järjestelmällä varustetut moottorit ovat melko oikeita oktaaniseoksen laadun suhteen, niiden toiminnalle on ominaista lisääntynyt jäykkyys ja melu, mikä lisää auton sisätilojen meluneristystä. Lisäksi laihailla seoksilla työskenneltäessä vapautuu suuri määrä typen oksideja, ja taistelu niitä vastaan ​​suoritetaan monimutkaisemalla moottorin suunnittelua. Mutta mitä tahansa voi sanoa, suutin on paljon parempi kuin kaasutin - ja se on vain yksinkertaistettuna.

Onnea ja ole varovainen!

Artikkelissa käytetään kuvaa sivustolta www.motorpage.ru

Materiaali "Ratin takana" -lehden Encyclopediasta

Kaaviokaavio Volkswagen FSI -moottorista, jossa on suoraruiskutus

Ensimmäiset järjestelmät bensiinin ruiskuttamiseksi suoraan moottorin sylintereihin ilmestyivät 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla. ja käytetty lentokoneiden moottoreita... Yritykset käyttää suoraruiskutusta autojen bensiinimoottoreissa lopetettiin 1900-luvun 40-luvulla, koska tällaiset moottorit olivat kalliita, epätaloudellisia ja savusivat voimakkaasti suurella teholla. Bensiinin ruiskuttaminen suoraan sylintereihin on haaste. Bensiinin suoraruiskutussuuttimet toimivat vaikeammissa olosuhteissa kuin imusarjaan asennetut. Lohkon pää, johon tällaiset suuttimet asennetaan, osoittautuu monimutkaisemmaksi ja kalliimmaksi. Suoraruiskutuksella tapahtuvaan sekoitusprosessiin varattu aika lyhenee merkittävästi, mikä tarkoittaa, että hyvän seoksen muodostuksen kannalta on tarpeen syöttää bensiiniä korkeassa paineessa.
Mitsubishin asiantuntijat onnistuivat selviytymään kaikista näistä vaikeuksista, jotka ensimmäistä kertaa käyttivät bensiinin suoraruiskutusjärjestelmää autojen moottoreita... Ensimmäinen tuotantoauto Mitsubishi Galant 1.8 GDI (Gasoline Direct Injection) -moottorilla ilmestyi vuonna 1996.
Suoraruiskutusjärjestelmän edut ovat pääasiassa polttoainetalouden paraneminen sekä jonkin verran tehon lisäystä. Ensimmäinen johtuu suoraruiskutusmoottorin kyvystä käyttää erittäin vähärasvaisia ​​seoksia. Tehon kasvu johtuu pääasiassa siitä, että polttoaineen syöttöprosessin järjestäminen moottorin sylintereihin mahdollistaa puristussuhteen nostamisen arvoon 12,5 (perinteisissä bensiinimoottoreissa on harvoin mahdollista asettaa puristussuhde yli 10:een). räjähdyksen alkamiseen asti).

GDI-moottorin suutin voi toimia kahdessa tilassa tarjoten tehokkaan (a) tai kompaktin (b) ruiskutetun bensiinin polttimen

GDI-moottorissa polttoainepumppu tarjoaa 5 MPa paineen. Sylinterinkanteen asennettu sähkömagneettinen injektori ruiskuttaa bensiiniä suoraan moottorin sylinteriin ja voi toimia kahdessa tilassa. Toimitetusta sähkösignaalista riippuen se voi ruiskuttaa polttoainetta joko tehokkaalla kartiomaisella polttimella tai kompaktilla suihkulla.

Suoraruiskutusmoottorin männällä on erityinen muoto (polttoprosessi männän yläpuolella)

Männän pohjalla on erityinen muoto pallomaisen syvennyksen muodossa. Tämä muoto mahdollistaa sisään tulevan ilman pyörteen ja ohjaa ruiskutetun polttoaineen palotilan keskelle asennettuun sytytystulppaan. Tuloputki ei sijaitse sivulla, vaan pystysuorassa ylhäältä. Siinä ei ole jyrkkiä mutkia ja siksi ilma virtaa sisään suurella nopeudella.

Suoraruiskutusjärjestelmällä varustetun moottorin käytössä voidaan erottaa kolme erilaista tilaa:
1) toimintatapa erittäin laihoilla seoksilla;
2) toimintatapa stoikiometrisellä seoksella;
3) jyrkän kiihtyvyyden tila matalilta kierroksilta;
Ensimmäistä tilaa käytetään, kun auto liikkuu ilman äkillistä kiihtyvyyttä noin 100–120 km/h nopeudella. Tässä tilassa käytetään erittäin laihaa polttoaineseosta, jonka ylimääräinen ilmasuhde on yli 2,7. Normaaleissa olosuhteissa tällaista seosta ei voi sytyttää kipinä, joten ruiskutussuutin ruiskuttaa polttoainetta kompaktiin polttimeen puristustahdin lopussa (kuten dieselmoottorissa). Männässä oleva pallomainen syvennys ohjaa polttoainesuihkun sytytystulpan elektrodeihin, joissa bensiinihöyryjen korkea pitoisuus mahdollistaa seoksen syttymisen.
Toista tilaa käytetään, kun auto liikkuu suurella nopeudella ja jyrkän kiihtyvyyden aikana, kun on tarpeen saada suuri teho. Tämä liiketapa vaatii seoksen stoikiometrisen koostumuksen. Tämän koostumuksen seos on erittäin syttyvää, mutta GDI-moottorissa on suurempi puristussuhde, ja räjähdyksen estämiseksi injektori ruiskuttaa polttoainetta tehokkaalla polttimella. Hienoksi sumutettu polttoaine täyttää sylinterin ja haihtuu jäähdyttäen sylinterin pintoja, mikä vähentää kolkutuksen todennäköisyyttä.
Kolmas tila on välttämätön suuren vääntömomentin saamiseksi kovaa puristamista poljin "kaasua", kun moottori käy alhaisilla nopeuksilla. Tämä moottorin toimintatila eroaa siinä, että yhden jakson aikana ruiskutus laukeaa kahdesti. Imuiskun aikana sylinteriin ruiskutetaan ultralaihaa seosta (α = 4,1) sen jäähdyttämiseksi tehokkaalla polttimella. Puristustahdin lopussa injektori ruiskuttaa jälleen polttoainetta, mutta kompaktilla polttimella. Tässä tapauksessa sylinterissä oleva seos rikastuu eikä räjähdystä tapahdu.
Verrattuna perinteinen moottori hajautetun bensiinin ruiskutuksen tehonsyöttöjärjestelmällä GDI-järjestelmällä varustettu moottori on noin 10 % taloudellisempi ja päästää ilmakehään 20 % vähemmän hiilidioksidia. Moottoritehon lisäys on 10 %. Kuitenkin, kuten tämän tyyppisillä moottoreilla varustettujen autojen toiminta osoittaa, ne ovat erittäin herkkiä bensiinin rikkipitoisuudelle. Orbital kehitti alkuperäisen bensiinin suoraruiskutusprosessin. Tässä prosessissa moottorin sylintereihin ruiskutetaan bensiiniä, joka on esisekoitettu ilmaan erityisellä suuttimella. Orbital-suutin koostuu kahdesta suuttimesta, polttoaineesta ja ilmasta.

Orbitaalisuuttimen toiminta

Ilmaa syötetään ilmasuihkuihin puristetussa muodossa erityisestä kompressorista 0,65 MPa:n paineella. Polttoaineen paine on 0,8 MPa. Ensin laukaistaan ​​polttoainesuihku ja sitten oikealla hetkellä ilmasuihku, joten voimakas poltin ruiskutetaan sylinteriin polttoaine-ilma-seos aerosolin muodossa.
Sylinterinkannessa sytytystulpan vieressä oleva injektori ruiskuttaa polttoaine-/ilmasuihkun suoraan sytytystulpan elektrodeihin hyvän syttymisen varmistamiseksi.

Audi 2.0 FSI -bensiinisuoraruiskutusmoottorin suunnitteluominaisuudet

Suoraruiskutus (käytettiin myös termiä "suora ruiskutus" tai GDI) alkoi näkyä autoissa ei niin kauan sitten. Tekniikka on kuitenkin saamassa suosiota ja sitä löytyy yhä enemmän uusien autojen moottoreista. Tänään yritämme vastata yleisellä tasolla, mikä on suoraruiskutustekniikka ja onko sen arvoista pelätä?

Aluksi on syytä huomata, että tekniikan tärkein erottuva piirre on suuttimien sijainti, jotka sijaitsevat vastaavasti suoraan sylinterinkannessa, ja ruiskutus valtavan paineen alaisena tapahtuu suoraan sylintereihin, toisin kuin imusarja, joka on jo pitkään osoittautunut polttoaineen parhaalta puolelta.

Suoraruiskutus testattiin ensimmäisen kerran vuonna sarjatuotantoa japanilaisen autonvalmistajan Mitsubishi. Käyttö on osoittanut, että etujen joukossa tärkeimmät edut ovat tehokkuus - 10% - 20%, teho - plus 5% ja ympäristöystävällisyys. Suurin haittapuoli on, että suuttimet ovat erittäin vaativia polttoaineen laadulle.

On myös syytä huomata, että samanlainen järjestelmä on asennettu onnistuneesti. Kuitenkin bensiinimoottoreissa tekniikan soveltaminen oli täynnä useita vaikeuksia, joita ei ole vielä lopullisesti ratkaistu.

YouTube-kanavan "Savagegeese" video kertoo, mitä suoraruiskutus on ja mikä voi mennä pieleen käytettäessä ajoneuvoa tämän järjestelmän kanssa. Tärkeimpien etujen ja haittojen lisäksi videossa kerrotaan myös ennaltaehkäisevän järjestelmän ylläpidon monimutkaisuudesta. Lisäksi video koskettaa aihetta imuruiskutusjärjestelmistä, joita voidaan havaita runsaasti vanhemmissa moottoreissa, sekä niissä, joissa käytetään molempia polttoaineen ruiskutusmenetelmiä. Esittelijä selittää Bosch-kaavioiden avulla, kuinka se kaikki toimii.

Kaikkien vivahteiden selvittämiseksi suosittelemme katsomaan alla olevan videon (tekstitysten käännöksen käyttöönotto auttaa sinua selvittämään sen, jos et osaa englantia kovin hyvin). Niille, jotka eivät ole kovin kiinnostuneita katsomisesta, voit lukea alta, videon jälkeen, bensiinin suoraruiskutuksen tärkeimmistä eduista ja haitoista:

Joten ympäristöystävällisyys ja taloudellisuus ovat hyviä tavoitteita, mutta tässä on se, mitä modernin tekniikan käyttö autossasi sisältää:

Miinukset

1. Erittäin monimutkainen rakenne.

2. Tästä syystä toinen tärkeä ongelma. Koska nuori bensiinitekniikka merkitsee suuria muutoksia moottorin sylinterinkansien suunnittelussa, itse suuttimien suunnittelussa ja samanaikaisessa muutoksessa muissa moottorin osissa, esimerkiksi korkeapaineinen polttoainepumppu (korkeapaineinen polttoainepumppu), autojen kustannukset polttoaineen suoraruiskutuksella on korkeampi.

3. Myös itse sähköjärjestelmän osien valmistuksen tulee olla erittäin tarkkaa. Suuttimet kehittävät 50-200 ilmakehän paineen.

Kun tähän lisätään ruiskutussuuttimen työ palavan polttoaineen välittömässä läheisyydessä ja sylinterin sisällä oleva paine, on tarve tuottaa erittäin lujia komponentteja.

4. Koska suuttimien suuttimet ovat polttokammioon päin, myös kaikki bensiinin palamistuotteet kerääntyvät niihin, tukkeutuen vähitellen tai poistaen sen käytöstä. Tämä on kenties vakavin haitta GDI-konstruktion käytöstä Venäjän todellisuudessa.

5. Lisäksi on tarpeen seurata erittäin huolellisesti moottorin kuntoa. Jos öljy palaa sylintereissä, sen lämpöhajoamistuotteet sulkevat nopeasti suuttimen, tukkivat imuventtiilit muodostaen niihin pysyviä kerrostumia. Älä unohda, että klassinen ruiskutus imusarjassa sijaitsevilla suuttimilla puhdistaa imuventtiilit hyvin pesemällä ne paineen alaisena polttoaineella.

6. Kalliit korjaukset ja ennaltaehkäisevän huollon tarve, joka on myös kallista.

Lisäksi se selittää myös, että väärä käyttö suoraruiskutusajoneuvoissa voi aiheuttaa venttiilien tukkeutumista ja suorituskyvyn heikkenemistä, erityisesti turboahdetuissa moottoreissa.

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmän tapauksessa moottorisi imee edelleen, mutta sen sijaan, että se luottaisi vain sisään otettavaan polttoainemäärään, polttoaineen ruiskutusjärjestelmä syöttää polttokammioon täsmälleen oikean määrän polttoainetta. Polttoaineen ruiskutusjärjestelmät ovat jo käyneet läpi useita kehitysvaiheita, niihin lisättiin elektroniikka - tämä oli ehkä suurin askel tämän järjestelmän kehityksessä. Mutta ajatus tällaisista järjestelmistä pysyy samana: sähköisesti aktivoitu venttiili (suutin) ruiskuttaa mitatun määrän polttoainetta moottoriin. Itse asiassa suurin ero kaasuttimen ja suuttimen välillä on juuri ECU:n elektronisessa ohjauksessa - nimittäin ajotietokone toimittaa juuri oikean määrän polttoainetta moottorin palotilaan.

Katsotaanpa, miten polttoaineen ruiskutusjärjestelmä ja erityisesti suutin toimivat.

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä näyttää tältä

Jos auton sydän on sen moottori, niin sen aivot ovat moottorin ohjausyksikkö (ECU). Se optimoi moottorin suorituskyvyn käyttämällä antureita päättääkseen, kuinka joitain moottorin vetoja ohjataan. Ensinnäkin tietokone on vastuussa neljästä päätehtävästä:

1. hallitsee polttoaineseosta,
2. ohjaa joutokäyntinopeutta,
3. on vastuussa sytytyksen ajoituksesta,
4. ohjaa venttiilin ajoitusta.

Ennen kuin puhumme siitä, kuinka ECU suorittaa tehtävänsä, puhutaan tärkeimmästä asiasta - jäljitetään bensiinin reitti kaasusäiliöstä moottoriin - tämä on polttoaineen ruiskutusjärjestelmän työ. Aluksi, kun pisara bensiiniä poistuu säiliön seinistä, se imetään moottoriin sähköisellä polttoainepumpulla. Sähköinen polttoainepumppu koostuu pääsääntöisesti itse pumpusta sekä suodattimesta ja siirtolaitteesta.

Polttoaineen paineensäädin tyhjiösyöttöisen polttoainekiskon päässä varmistaa, että polttoaineen paine on vakio suhteessa imupaineeseen. Bensiinimoottorin polttoainepaine on tyypillisesti luokkaa 2-3,5 ilmakehää (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Polttoaineen ruiskutussuuttimet on kytketty moottoriin, mutta niiden venttiilit pysyvät suljettuina, kunnes ECU sallii polttoaineen lähettämisen sylintereihin.

Mutta mitä tapahtuu, kun moottori tarvitsee polttoainetta? Tässä injektori tulee peliin. Tyypillisesti suuttimissa on kaksi kosketinta: yksi napa on kytketty akkuun sytytysreleen kautta ja toinen kosketin menee ECU:hun. ECU lähettää sykkiviä signaaleja injektoriin. Magneetin ansiosta, johon tällaisia ​​sykkiviä signaaleja syötetään, ruiskuventtiili avautuu ja sen suuttimeen syötetään tietty määrä polttoainetta. Koska paine ruiskussa on erittäin korkea (kuten yllä on esitetty), avoin venttiili ohjaa polttoainetta suurella nopeudella ruiskutussuuttimeen. Kesto, jonka ruiskutusventtiili on auki, vaikuttaa siihen, kuinka paljon polttoainetta syötetään sylinteriin, ja tämä kesto riippuu vastaavasti pulssin leveydestä (eli kuinka kauan ECU lähettää signaalin suuttimelle).

Kun venttiili avautuu, polttoaineen poltin siirtää polttoaineen ruiskutuskärjen läpi, joka ruiskuttamalla muuntaa nestemäisen polttoaineen sumuksi suoraan sylinteriin. Tällaista järjestelmää kutsutaan suoraruiskutusjärjestelmä... Mutta sumutettua polttoainetta ei saa syöttää suoraan sylintereihin, vaan ensin imusarjaan.

Kuinka injektori toimii

Mutta kuinka ECU määrittää, kuinka paljon polttoainetta tulee syöttää moottoriin tietyllä hetkellä? Kun kuljettaja painaa kaasupoljinta, hän itse asiassa avaa kaasun polkimen paineella, jonka kautta ilmaa syötetään moottoriin. Näin ollen voimme luottavaisesti kutsua kaasupoljinta "ilman säätimeksi" moottoriin. Joten autotietokonetta ohjaa muun muassa avausarvo kaasua, mutta ei rajoitu tähän indikaattoriin - se lukee tietoja monista antureista, ja katsotaanpa niistä kaikista!

Ilman massavirtausanturi

Ensinnäkin massailmavirtausanturi (MAF) havaitsee, kuinka paljon ilmaa pääsee kaasun runkoon ja lähettää tämän tiedon ECU:lle. ECU käyttää näitä tietoja päättääkseen, kuinka paljon polttoainetta ruiskutetaan sylintereihin, jotta seos pysyy täydellisessä suhteessa.

Kaasun asentotunnistin

Tietokone käyttää jatkuvasti tätä anturia tarkistaakseen kaasuventtiilin asennon ja siten tietää kuinka paljon ilmaa kulkee ilmanottoaukon läpi, jotta voidaan säädellä suuttimiin lähetettävää impulssia ja varmistaa, että järjestelmään pääsee oikea määrä polttoainetta.

Happianturi

Lisäksi ECU käyttää O2-anturia selvittääkseen, kuinka paljon happea on ajoneuvon pakokaasuissa. Pakokaasun happipitoisuus kertoo, kuinka hyvin polttoaine palaa. Käyttämällä kahdesta anturista saatuja tietoja: happi- ja massavirtaus, ECU valvoo myös moottorin sylintereiden palotilaan syötetyn polttoaine-ilma-seoksen kylläisyyttä.

Kampiakselin asentoanturi

Tämä on ehkä polttoaineen ruiskutusjärjestelmän pääanturi - juuri häneltä ECU oppii moottorin kierrosten lukumäärän tietyllä hetkellä ja säätää syötettävän polttoaineen määrän kierrosten lukumäärän ja tietysti asennon mukaan. kaasupolkimesta.

Nämä ovat kolme pääanturia, jotka vaikuttavat suoraan ja dynaamisesti ruiskutussuuttimeen ja sen jälkeen moottoriin syötettävän polttoaineen määrään. Mutta on myös useita antureita:

• Koneen sähköverkon jänniteanturia tarvitaan, jotta ECU ymmärtää kuinka tyhjä akku on ja onko sen lataamisen nopeutta tarpeen lisätä.
• Jäähdytysnesteen lämpötila-anturi - ECU nostaa, jos moottori on kylmä ja päinvastoin, jos moottori on lämmin.

Konseptimoottorit sisäinen palaminen- Bensiini ja diesel ovat lähes identtisiä, mutta niitä on useita erottuvia piirteitä... Yksi tärkeimmistä on erilainen palamisprosessi sylintereissä. Dieselmoottori sytyttää polttoaineen altistumisesta korkeita lämpötiloja ja paineita. Mutta tätä varten on välttämätöntä, että dieselpolttoaine syötetään suoraan polttokammioihin, ei vain tiukasti määritellyllä hetkellä, vaan myös korkeassa paineessa. Ja tämä varmistetaan dieselmoottoreiden ruiskutusjärjestelmillä.

Jatkuva ympäristöstandardien tiukentuminen, yritykset saada suurempi teho pienemmillä polttoainekustannuksilla tuovat esiin yhä enemmän suunnitteluratkaisuja.

Työn periaate kaikille olemassa olevia lajeja dieselin ruiskutus on identtinen. Päävoimaelementit ovat korkeapaineinen polttoainepumppu (ruiskutuspumppu) ja suutin. Ensimmäisen komponentin tehtävänä on dieselpolttoaineen ruiskutus, jonka vuoksi järjestelmän paine kasvaa merkittävästi. Suutin puolestaan ​​syöttää polttoainetta (puristetussa tilassa) polttokammioihin samalla, kun se ruiskuttaa sitä varmistaakseen paremman seoksen muodostumisen.

On huomattava, että polttoaineen paine vaikuttaa suoraan seoksen palamislaatuun. Mitä korkeampi se on, sitä paremmin dieselpolttoaine palaa, mikä lisää tehoa ja vähemmän epäpuhtauksia pakokaasuissa. Ja korkeampien paineindikaattoreiden saamiseksi käytettiin erilaisia ​​​​suunnitteluratkaisuja, jotka johtivat syntymiseen eri tyyppejä dieselvoimajärjestelmät. Lisäksi kaikki muutokset koskivat vain näitä kahta elementtiä - korkeapainepumppua ja suuttimia. Loput komponentit - säiliö, polttoaineletkut, suodatinelementit - ovat olennaisesti identtisiä kaikissa saatavilla olevissa muodoissa.

Dieselvoimajärjestelmien tyypit

diesel- voimalaitokset voidaan varustaa ruiskutusjärjestelmällä:

• in-line korkeapainepumppu;
• jakelupumpuilla;
• akkutyyppi (Common Rail).

Linjapumpulla

In-line ruiskutuspumppu 8 suuttimelle

Aluksi tämä järjestelmä oli täysin mekaaninen, mutta sitten sen suunnittelussa alettiin käyttää sähkömekaanisia elementtejä (säätimille dieselpolttoaineen syklin syöttöä muuttamaan).

Tämän järjestelmän pääominaisuus on pumppu. Siinä mäntäparit (tarkkuuselementit, jotka luovat painetta) palvelivat kukin omaa suutinta (niiden lukumäärä vastasi suuttimien määrää). Lisäksi nämä parit sijoitettiin riviin, mistä johtuu nimi.

In-line-pumppujärjestelmän etuja ovat:

• Rakentamisen luotettavuus. Pumpussa oli voitelujärjestelmä, joka tarjosi yksikölle pitkän resurssin;
• Alhainen herkkyys polttoaineen puhtaudelle;
• Suhteellisen yksinkertaisuus ja korkea ylläpidettävyys;
• Pitkä pumppuresurssi;
• Mahdollisuus käyttää moottoria yhden osan tai suuttimen vikaantuessa.

Mutta tällaisen järjestelmän haitat ovat merkittävämpiä, mikä johti sen asteittaiseen hylkäämiseen ja nykyaikaisempien suosimiseen. Negatiiviset puolet tällaista injektiota pidetään:

• Alhainen nopeus ja polttoaineen annostelun tarkkuus. Mekaaninen rakenne ei yksinkertaisesti voi tarjota tätä;
• Suhteellisen alhainen syntyvä paine;
• Korkeapaineisen polttoainepumpun tehtävänä ei ole vain polttoaineen paineen luominen, vaan myös syklin syötön ja ruiskutushetken säätely;
• Syntynyt paine riippuu suoraan kampiakselin nopeudesta;
• Pumpun suuret mitat ja paino.

Nämä puutteet ja ennen kaikkea alhainen syntyvä paine johtivat tämän järjestelmän luopumiseen, koska se ei yksinkertaisesti enää sopinut ympäristöstandardeihin.

Jaettu pumppu

Korkeapaineisesta hajautetun ruiskutuksen polttoainepumpusta on tullut seuraava vaihe dieselmoottoreiden tehonsyöttöjärjestelmien kehittämisessä.

Aluksi tällainen järjestelmä oli myös mekaaninen ja erosi yllä kuvatusta vain pumpun suunnittelussa. Mutta ajan myötä hänen laitteeseensa lisättiin järjestelmä elektroninen ohjaus, mikä paransi ruiskutuksen säätöprosessia, millä oli positiivinen vaikutus moottorin hyötysuhteeseen. Tietyn ajan tällainen järjestelmä sopi ympäristöstandardeihin.

Tämän tyyppisen ruiskutuksen erikoisuus johtui siitä, että suunnittelijat luopuivat moniosaisen pumppurakenteen käytöstä. Ruiskutuspumpussa alettiin käyttää vain yhtä mäntäparia, joka palvelee kaikkia saatavilla olevia suuttimia, joiden lukumäärä vaihtelee 2:sta 6:een. Polttoaineen syöttämisen varmistamiseksi kaikkiin suuttimiin mäntä toimii paitsi translaatioliikkeet, mutta myös pyörivät, jotka tarjoavat dieselpolttoaineen jakelun.

Ruiskutuspumppu hajautetun tyyppisellä pumpulla

Tällaisten järjestelmien positiivisia ominaisuuksia olivat mm.

• Pieni mitat ja pumpun massa;
• Parhaat polttoainetehokkuuden indikaattorit;
• Elektronisen ohjauksen käyttö on parantanut järjestelmän suorituskykyä.

Hajautetun pumpun järjestelmän haittoja ovat:

• Mäntäparin pieni käyttöikä;
• Komponentit on voideltu polttoaineella;
• Pumpun monipuolisuus (paineen luomisen lisäksi sitä ohjaa myös syöttö ja ruiskutushetki);
• Jos pumppu epäonnistuu, järjestelmä lakkaa toimimasta;
• Ilmassa oleva herkkyys;
• Paineen riippuvuus moottorin nopeudesta.

Tämän tyyppistä injektiota käytettiin laajalti matkustajavaunut ja pienet kaupalliset kuljetukset.

Yksikkösuuttimet

Tämän järjestelmän erikoisuus piilee siinä, että suutin ja mäntäpari yhdistetään yhdeksi rakenteeksi. Tämän polttoaineyksikön osa ajetaan nokka-akseli.

On huomionarvoista, että tällainen järjestelmä voi olla joko täysin mekaaninen (ruiskutusta ohjataan kiskolla ja säätimillä) tai elektroninen (käytetään sähkömagneettisia venttiileitä).

Pumpun suutin

Eräänlainen tämäntyyppinen ruiskutus on yksittäisten pumppujen käyttö. Toisin sanoen jokaiselle injektorille on oma osa, joka ohjataan nokka-akselista. Osa voidaan sijoittaa suoraan sylinterinkanteen tai erilliseen koteloon. Tämä rakenne käyttää tavanomaisia ​​hydraulisuuttimia (eli mekaanista järjestelmää). Toisin kuin korkeapaineisen polttoainepumpun ruiskutus, korkeapaineputket ovat erittäin lyhyitä, mikä mahdollisti painetta merkittävästi nostamaan. Mutta tämä malli ei saanut paljon jakelua.

Syöttöyksikön suuttimien positiivisia ominaisuuksia ovat:

• Merkittävät luodun paineen indikaattorit (korkein kaikista käytetyistä injektiotyypeistä);
• Rakenteen alhainen metallin kulutus;
• Annostelun tarkkuus ja usean ruiskutuksen toteutus (injektoreissa, joissa on solenoidiventtiilit);
• Mahdollisuus moottorin toimintaan, jos jokin suuttimista vioittuu;
• Vaurioituneen elementin vaihtaminen ei ole vaikeaa.

Mutta tämäntyyppisellä injektiolla on myös haittoja, mukaan lukien:

• Korjaamattomat pumpun suuttimet (vikatilanteessa ne on vaihdettava);
• Korkea herkkyys polttoaineen laadulle;
• Syntynyt paine riippuu moottorin nopeudesta.

Yksikkösuuttimia käytetään laajalti kaupallisissa ja tavaraliikenne, ja jotkut autonvalmistajat käyttivät tätä tekniikkaa. Nykyään sitä ei käytetä kovin usein korkeiden ylläpitokustannusten vuoksi.

Common rail

Toistaiseksi se on tehokkuuden kannalta täydellisin. Se on myös täysin uusimpien ympäristöstandardien mukainen. Muita "plussia" ovat sen soveltuvuus mihin tahansa dieselmoottorit, joka ulottuu henkilöautoista merialuksiin.

Common rail -ruiskutusjärjestelmä

Sen erikoisuus on siinä, että ruiskutuspumpun monipuolisuutta ei vaadita, ja sen tehtävänä on vain nostaa painetta, eikä jokaiselle suuttimelle erikseen, vaan yhteinen linja (polttoaineputki), ja siitä syötetään dieselpolttoainetta. suuttimiin.

Samanaikaisesti pumpun, kiskon ja suuttimien väliset polttoainejohdot ovat suhteellisen lyhyet, mikä mahdollisti syntyvän paineen lisäämisen.

Tämän järjestelmän työn ohjaus tapahtuu elektronisella yksiköllä, mikä lisäsi merkittävästi annostelutarkkuutta ja järjestelmän nopeutta.

Common Rail -järjestelmän positiiviset ominaisuudet:

• Korkea annostelutarkkuus ja monimuotoisen injektion käyttö;
• Ruiskutuspumpun luotettavuus;
• Paineen arvo ei ole riippuvainen moottorin nopeudesta.

Tämän järjestelmän negatiiviset ominaisuudet ovat seuraavat:

• Herkkyys polttoaineen laadulle;
• Hienostunut suutinsuunnittelu;
• Järjestelmävika pienimmällä painehäviöllä paineen alenemisesta;
• Suunnittelun monimutkaisuus johtuen useiden lisäelementtien läsnäolosta.

Näistä puutteista huolimatta autonvalmistajat suosivat yhä enemmän Common Rail -järjestelmää muiden ruiskutusjärjestelmien sijaan.