Комбинированный впрыск топлива: Комбинированная система впрыска — полезные статьи на Автодромо

Комбинированный впрыск топлива или непосредственно-распределенный,что это такое?

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаБензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет большие преимущества такие как экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов, но в то же время на некоторых режимах работы образует большое количество твердых частиц сажи, которая в свою очередь попадает в атмосферу. Их содержание может превышать выбросы такого же по объему дизеля.

Для уменьшения выбросов в атмосферу и исполнения экологических норм ЕВРО-6 концерн VAG (Volkswagen Audi Gruppe) и чуть позже Toyota разработали комбинированную систему впрыска топлива объединяющую систему непосредственного впрыска и систему распределенного впрыска на одном двигателе. При изменении режимов работы двигателя внутреннего сгорания электронный блок управления переключает работу между системами впрыска. В результате инженерам удалось на двигателях с комбинированным впрыском увеличить мощность, крутящий момент, сократить расход топлива, уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду и соответствовать экологическим нормам.

Сейчас комбинированная или непосредственно-распределенная система впрыска устанавливается на двигателях VAG TFSI объемом 1,8 и 2,0 литра и Toyota 6AR-FSE 2,0 литра. Система питания с комбинированным впрыском включает в себя элементы обоих систем: форсунки, топливную рампу высокого давления, форсунки, топливную рампу низкого давления, а также насос высокого давления обеспечивающий питание обеих систем.

Элементы обеих топливных систем установлены так же как на двигателях присущих им. Работа непосредственно-распределенной системы впрыска осуществляется в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При пуске, прогреве, а так же при максимальной нагрузке активна система непосредственного (прямого) впрыска топлива. И при разных режимах идет разное количество инжекции топлива например: при запуске – три впрыска на такте сжатия; на холодном двигателе – один впрыск на такте впуска; при прогреве двигателя и движении с максимальной нагрузкой – два впрыска, один на такте впуска, другой на такте сжатия. Форсунки непосредственного впрыска периодически подключаются для предотвращения их засорения. Система распределенного впрыска подключается только при частичной нагрузке и на средних мощностных характеристиках работы двигателя. В основном этот режим работы присущ размеренной городской езде с частыми остановками и стартами автомобиля.

комбинированный впрыск, двигатели +с непосредственным впрыском топлива, комбинированный впрыск топлива, двигатель +с комбинированным впрыском, система питания +с комбинированным впрыском, комбинированный впрыск непосредственно распределенный, система распределенного впрыска топлива, распределенный +и непосредственный впрыск топлива, распределенный впрыск топлива +что +это, система непосредственного впрыска топлива, непосредственный впрыск топливаОптимизация режимов впрыска топлива в соответствии с режимами работы двигателя позволяет достичь минимального выброса сажевых частиц в атмосферу с отработавшими газами. Необходимо отметить, что при выходе из строя одной из систем впрыска двигатель продолжает работать в аварийном режиме, а автомобиль имеет возможность двигаться.

Устройство и работа: Система впрыска топлива

Каждый автолюбитель с легкостью ответит, что машина движется благодаря сгоранию топлива. Однако сказать, каким образом горючее попадает непосредственно в камеры сгорания силового агрегата, многие затрудняются. Сегодня мы поговорим об основных системах впрыска топливовоздушной смеси, активно применяющихся в современных автомобилях с бензиновыми моторами.

Функции системы топливного впрыска

Главное назначение любой инжекторной системы состоит в обеспечении камер сгорания необходимым количеством топлива, пропорциональным объему поступившего в двигатель воздуха. Системы впрыска применяются как на бензиновых движках, так и на дизелях, но заметим, что каждая модель агрегата предусматривает свои особенности впрыска горючего. Например, бензиновые моторы воспламеняют поступившую смесь принудительно, с помощью искры, исходящей от свечей зажигания. С дизельными ДВС ситуация иная. Горючее внутрь их рабочих камер поступает под значительным давлением, после чего, соединяясь с раскаленными газами предыдущего цикла, самопроизвольно воспламеняется.

Впрыск является важной частью системы топливного питания. Его основным элементом выступают форсунки, именуемые инжектором.

Разновидности впрыска бензиновых двигателей

Для бензиновых агрегатов применяются несколько рабочих топливных систем: моно-впрыск (центральная подача), система распределенного впрыска (многоточечный впрыск), а также комбинированные и непосредственные системные разновидности.

1. Моно-впрыск

Поставка топлива в камеры сгорания у подобных систем осуществляется с помощью единичной форсунки, располагающейся внутри впускного коллектора. Именно потому, что форсунка всего одна, данное устройство получило название «моно-впрсык». Главным «плюсом» моно-впрыска является простота его устройства и великолепная надежность. Отрицательной стороной использования данной схемы стала низкая экологичность, превышающая рамки современных стандартов, и повышенный топливный расход автомобилей, оборудованных централизованной подачей горючего. Моно-впрыск утратил былую актуальность. В наши дни его можно встретить лишь в устаревших, уже не выпускающихся моделях.

2. Распределенный впрыск

Особенность устройства системы распределенного впрыска состоит в наличии нескольких форсунок, по количеству совпадающих с числом цилиндров, установленных в двигателе. Подачу бензина они осуществляют многоточечно, заполняя каждую камеру сгорания посредством её личного, если можно так выразиться, инжектора. Образование топливовоздушной смеси при этом происходит исключительно внутри впускного коллектора. К достоинствам распределенного впрыска можно отнести его экологичность, достойную величину топливного расхода и незначительные требования к качеству заливаемого бензина. Такая разновидность систем получила наибольшее распространение. Основная масса автомашин оснащена именно распределенным впрыском, выполняющим свою работу наиболее эффективно.

3. Система комбинированного впрыска

Подобное конструктивное устройство можно назвать промежуточным вариантом между моно-впрыском и системой распределенного впрыска. Данная разновидность предусматривает как непрерывную подачу горючего, так и импульсную. Ведущие профильные специалисты называют импульсную подачу наиболее актуальной в виду её высочайшей продуктивности. Ответственными за выбор метода впрыска являются специальные органы управления, которые могут быть и полностью электронными, и обычными механическими. Преимуществом использования комбинированного впрыска является наилучшая экологичность, достигаемая за счет снижения количества вредных выбросов. В качестве «минусов» выделим сложность устройства и, как следствие, высокую стоимость создания таких систем.

4. Непосредственный впрыск

Устройство непосредственного впрыска чрезвычайно похоже на схему распределенного впрыска, однако существует одно маленькое, но чрезвычайно важное отличие, — форсунки у неё располагаются не около цилиндров, а внутри них. Такое устройство позволило осуществлять управление фазами и длительностью впрыска, так как отсутствует прямая зависимость от работы впускного клапана. Помимо этого, непосредственный впрыск помог значительно снизить детонации, возникающие во время воспламенения смеси, а также послужил дополнительным средством охлаждения отработанных газов. «Плюсом» применения систем распределенного впрыска стало их высочайшая экономичность и более качественная работа двигателя. К «минусам» отнесем необходимость наличия насоса, подающего топливо под высочайшим давлением, что несколько усложнило устройство системы.

Подведем итоги

Подводя итоги, скажем, что практически все перечисленные нами типы впрыска топлива находят свое применение в автомобильной промышленности. Исключение составляет разве что морально устаревший моно-впрыск. Остальные схемы имеют гораздо больше положительных качеств, нежели недостатков. Это и обуславливает их широчайшую технологическую востребованность.

В чем разница между «многопортовым» и «комбинированным» впрыском топлива?

«Почему люди не могут просто обновить топливные насосы и увеличить давление в топливопроводе (трубе?), Чтобы заставить топливо поступать в двигатель, когда впускные клапаны открыты?»

Это работа топливной форсунки / ЭБУ. Он рассчитан на определенное время, поэтому необходимое количество топлива впрыскивается в нужное время. Блок ECU настроен на конкретное давление топлива и, как правило, может компенсировать его незначительное изменение.

Если вы спрашиваете с точки зрения изменения для большей мощности …
ЭБУ и обычно компенсируют небольшие изменения
Для больших изменений, вы захотите перенастроить свой ECU. Вам не понадобится одинаковое увеличение топлива во всем диапазоне оборотов, и вам нужно будет настроить увеличение на основе оборотов.
Как правило, вам нужно поднимать давление топлива только в том случае, если вы повышаете давление во впускном отверстии с помощью турбокомпрессора или нагнетателя, в противном случае вы получаете инжекторы, которые подают больше топлива.

«Есть ли другие альтернативы этим методам впрыска топлива?»

Карбюратор, Механический впрыск топлива (видно в 50-х и 60-х годах), Впрыск дроссельной заслонки, многопортовый впрыск топлива, прямой впрыск.

Карбюратор является механическим и впрыскивает топливо на основе проходящего через него воздуха, а также обеспечивает точную настройку.

Не уверен в механическом впрыске, слышал об этом, но никогда не изучал это.

Впрыск корпуса дросселя использует один топливный инжектор для впрыска топлива непосредственно перед корпусом дросселя.

Многопортовая инъекция является наиболее распространенной с начала / середины 90-х годов. Каждый цилиндр имеет собственную топливную форсунку, установленную во впускном коллекторе.

Прямой впрыск не очень распространен на бензиновых двигателях, но его популярность растет. Бензин впрыскивается прямо в цилиндр. Не слишком много смотрел на это. Я считаю, что это и самый эффективный и самый сложный.

Топливные системы впрыска современных ДВС

Системы впрыска топлива современных ДВС.На современных двигателях используются различные системы впрыска топлива. Система впрыска, ее еще называют инжекторной системой, используется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях и основной ее функцией является обеспечение своевременной подачи топлива в рабочие цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Причем системы впрыска дизельных и бензиновых двигателей разняться между собой и бывают разных типов.

На современных бензиновых двигателях используются следующие системы подачи топлива:

• Центральный впрыск;
• Распределительный впрыск;
• Непосредственный впрыск;
• Комбинированный впрыск.

На дизельных двигателях применяются:

• Система насос-форсунки;
• Система Common Rain;
• Система с рядным ТНВД;
• Система с распределительным ТНВД.

Бензиновые и дизельные системы впрыскивания топлива

Несмотря на то, что системы впрыска используются как на бензиновых, так и на дизельных двигателях их конструкция и работа существенным образом разнятся.

В бензиновых двигателях благодаря системе впрыска образуется однородная топливо-воздушная смесь, воспламенение которой происходит принудительно за счет ее попадания на свечу зажигания. В то время как в дизельных двигателях впрыск топлива производится под высоким давлением, а воспламенение происходит за счет нагретого (путем сжатия) до необходимой температуры воздуха.

Неисправность в системе впрыска, может вызвать весьма серьезные неполадки, вплоть до отказа двигателя. Причины выхода из строя системы могут быть различными, начиная от износа деталей, до некачественного топлива, особенно остро на который реагируют системы впрыска дизельных двигателей. Но своевременная диагностика и ремонт легко справятся с подобной проблемой. Важно помнить, что любая система впрыска имеет довольно сложную конструкцию и непрофессиональное вмешательство в ее работу может только усугубить ситуацию, поэтому ремонт форсунок, процесс выявления точных причин неполадок и их устранение сразу лучше доверить специалистам.

Виды систем впрыска в бензиновых ДВС

На данный момент, в зависимости от способа образования топливовоздушной смеси, различают следующие системы впрыска в бензиновых ДВС:

1. Центральный впрыск. Его еще называют моно-впрыском, осуществляется за счет топливной-форсунки расположенной во впускном коллекторе. На данный момент времени подобные системы уже не производятся т.к. утратили свою актуальность в связи с их высоким расходом топлива и весьма низкой экологичностью.
2. Распределенный впрыск. На данный момент эта система является самой распространенной, ее еще называют многоточечной системой впрыска. Топливо-воздушная смесь в ней образуется во впускном коллекторе, а подача топлива происходит на каждый цилиндр отдельной форсункой. Данная система характеризуется своей неприхотливостью к качеству топлива и его умеренному потреблению, а так же невысоким уровнем вредных выбросов.
3. Непосредственный впрыск. Данная система считается наиболее современной и совершенной, а подача топлива в ней происходит непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Эта система позволяет создавать качественный состав топлива на всех этапах эксплуатации ДВС, что позволяет улучшить процесс сгорания топливо-воздушной смеси повышая мощность двигателя, экономя горючее и значительно снижая выброс вредных веществ. Хотя данная система имеет и свои недостатки в виде довольно сложной конструкции и особой чувствительности к качеству используемого топлива, особо остро реагирует на примеси серы.
4. Комбинированный впрыск. Эта система объединяет на одном ДВС системы непосредственного впрыска и распределенного впрыска.Применяется для снижения выброса вредных веществ и повышения экологичности мотора.

Системы впрыска на бензиновых ДВС могут иметь как электронное, так и механическое управление. Электронное управления является наиболее совершенным и позволяет изрядно сократить расход топлива, и снизить количество вредных выбросов. Сам же впрыск топлива может осуществляться непрерывно или импульсивно (дискретно). На данный момент времени большинство систем снабжены импульсивным впрыском т.к. его применение более целесообразно с точки зрения экономии.

Виды систем впрыска дизельных двигателей

На данный момент впрыск топлива на дизельных двигателях осуществляется двумя способами. Это может быть впрыск в предварительную камеру, или непосредственно в камеру сгорания. При впрыске в предварительную камеру двигатель отличает более низкий уровень шума и плавность работы. В то время как впрыск в камеру сгорания позволяет добиться повышенной экономичности топлива.

В связи с этим различают следующие виды систем впрыска дизельных двигателей:

1. С рядным насосом высокого давления. Данная система является первой использованной на дизельных моторах, но сейчас она считается устаревшей и фактически не используется. Изначально эта система была полностью механической, но позже в ней появились и электромеханические элементы. Особенность ее заключалась в насосе, в котором плунжерные пары обеспечивали каждый свою форсунку, количество их соответствовало количеству самих форсунок, а сами пары размещались в ряд.

Плюсы системы:

• низкая чувствительность к качеству топлива;
• надежная конструкция;
• высокая пригодность к ремонту;
• способность работы мотора при отказе одной секции или форсунки.

Минусы системы:

• Большие размеры и масса;
• Невысокое создаваемое давление;
• Невысокая точность дозировки топлива;
• Крайне низкая экологичность.

2. С насосом распределительного типа. Сперва эта система была тоже механической и отличалась от предыдущей лишь строением насоса, но позже в ее устройство добавили систему электронного управления, а насос заменили на роторный. Особенность системы заключалась в отказе от использования многосекционной конструкции, а в ТНВД стала использоваться лишь одна плунжерная пара, которая и обслуживала все форсунки.

Плюсы системы:

• Малый размер и масса;
• Улучшились показатели топливо экономичности;
• Повысились показатели системы;
• Повысился уровень экологичности

Минусы системы:

• Давление зависит от оборотов двигателя;
• В случае отказа насоса система перестает работать;
• Небольшой ресурс плунжерной пары;
• Топливо осуществляет смазку элементов.

3. Система впрыска насос-форсунки. Насос-форсунка включает в себя в одном корпусе форсунку, насос высокого давления, силовой привод и дозирующий клапанный узел. Ключевой особенность данной системы является то, что в насос-форсунке объединены функции создания давления и впрыска и ее можно считать отдельной веткой в дизельных системах питания. Такая система имеет большое преимущество, ведь управлять ею можно при помощи распределительного вала двигателя, располагающегося в головке цилиндра, а значит отпадает необходимость использования отдельной системы привода и можно использовать уже имеющийся вал ГРМ. Хотя благодаря этому она подвержена интенсивному износу.

К основным показателям неисправности системы впрыска насос-форсунок можно отнести:

• увеличение расхода топлива;
• затруднение при запуске двигателя;
• снижение мощности двигателя;
• изменение в цвете выхлопных газов или их запахе;

Плюсы системы:

• самые высокие показатели создаваемого давления;
• возможность работы ДВС при отказе одной из форсунок;
• точность дозировки впрыска;
• точность реализации многократного впрыска.

Минусы системы:

• давление зависит от оборотов двигателя;
• чувствительность к качеству топлива;
• не подлежит ремонту при поломке.

4. Система впрыска Common Rain. Так же ее еще называют аккумуляторной системой впрыска. Эта система, на данный момент, является самой совершенной и может обеспечивать наилучшие характеристики работы двигателя. Ее работа основана на подаче топлива к форсункам от топливной рампы (общего аккумулятора высокого давления). Причем давление в этой топливной системе создается и поддерживается независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя или количества впрыскиваемого топлива.

Система Common Rail состоит из трех основных частей:

• контура высокого давления;
• контура низкого давления;
• системы датчиков.

И предусматривает проведение следующих этапов впрыска – предварительного главного и дополнительного. Такое устройство позволяет уменьшить вибрацию и шумы мотора, а процедуру самовоспламенения горючего сделать значительно более эффективной.

К основным показателям неисправности системы впрыска Common Rain относятся:

• потеря автомобилем тяги;
• неровная работа двигателя;
• повышенный расход топлива;
• дымность выхлопа.

Плюсы системы:

• использование многократного впрыска;
• высокая точность дозировки;
• значение давления не зависит от оборотов мотора;
• повышенная экономичность;
• экологичность.

Минусы системы:

• сложная конструкция;
• отказ системы при потере давления из-за разгерметизации;
• чувствительность к качеству топлива.

Почему не следует заниматься ремонтом систем впрыска самостоятельно

Система впрыска современных дизельных двигателей представляет собой весьма сложный технологичный механизм. Для его ремонта требуется специализированное оборудование и высокий уровень профессиональных знаний, ведь малейшая ошибка может привести к его полному выходу из строя и необходимости еще более дорогостоящего ремонта. Да и для точного выявления проблемы необходима специальная диагностика, для проведения которой, нужно иметь определенное и весьма недешевое оборудование.

Если вы хотите, ездить на исправном автомобиле, а система впрыска двигателя радовала вас бесперебойной работой еще долгое время, то лучше сразу доверьте ее ремонт профессионалам.

Ремонт системы впрыска в ЮЗАО Москвы

Ремонт системы впрыска в ЮЗАО Москвы можно осуществить в нашем автосервисе РФ-Моторс. Осуществляем ремонт систем впрыска любой сложности, оперативно, качественно и на высоком профессиональном уровне. Звоните, приезжайте к нам в автосервис на диагностику. Всегда рады помочь.

Запрос точной цены

Смотреть весь прайс

Обновлённому седану Toyota Camry достался новый базовый мотор — ДРАЙВ

Локальное производство седанов с новым двухлитровым мотором начнётся в ноябре 2014-го, а в продажу первые Camry с таким двигателем поступят в декабре. Тогда же станут известны и цены.

Какой автомобиль больше других достоин мировой премьеры в Москве? Вариантов немало, но среди них точно должна быть Toyota Camry. Любимица россиян! Японский седан уже давно является самым продаваемым автомобилем в классе, а сейчас доля четырёхдверки в сегменте составляет аж 26%. Так, за 2013-й в России реализовали 32 895 машин. Японцы называют Россию не иначе как Страной Camry. Даже и не знаешь, радоваться тут или плакать. Мировой дебют обновлённой версии состоится завтра, 27 августа, на Московском автосалоне. Но большинству журналистов показали бестселлер на день раньше. Подретушировали внешность, облагородили салон, но главное — для седана подготовили новый мотор.

Сзади отличий от дореформенной машины куда меньше, чем спереди. Модернизации подвергся бампер и фонари, они получили светодиоды.

Прежде базовым двигателем был агрегат 2.0, выдающий 148 л.с. и 190 Н•м. Ему на смену пришёл «атмосферник», разработанный с нуля. «Четвёрка» с тем же рабочим объёмом по отдаче почти не отличается — 150 сил и 199 Н•м. Но теперь появился комбинированный впрыск топлива и новый механизм регулировки фаз газораспределения, с помощью которого двигатель способен работать как по циклу Отто, так и по циклу Аткинсона (более позднее закрытие впускных клапанов ради лучшей экономичности). Также новый мотор сменил партнёра — место четырёхдиапазонного «автомата» занял шестиступенчатый аналог, посылающий тягу на переднюю ось с блокировкой. С нуля до 100 км/ч Camry 2.0 разгоняется за 10,4 с (предшественник набирал первую сотню за 12,5 с). Средний расход топлива в смешанном цикле составляет 7,2 л/100 км (на 13% меньше).

Учитывая цену Camry, особых претензий к качеству материалов не было, но японцы улучшили их. Например, уменьшилось количество посеребрённой пластмассы, что само по себе большой плюс. Обновились руль (три спицы вместо четырёх), блок климат-контроля и мультимедийная система, которая теперь такая же, как на новом Хайлендере.

Двигатели 2.5 (181 л.с.) и 3.5 (249 л.с.) модернизации не подверглись, поэтому перейдём к изменениям во внешности. Опознать обновлённую Camry можно по другим бамперам (из-за переднего длина седана увеличилась на 25 мм и достигла 4850), изменившейся решётке радиатора, а также светодиодным дневным ходовым огням. Покупателям предложат 17-дюймовые колёсные диски оригинального дизайна. Производитель утверждает, что рестайлинговый автомобиль получил подвеску и электроусилитель с новыми настройками. А ещё Camry должна стать тише: в передних дверях установлены дополнительные шумоотражающие и шумопоглощающие материалы. Кроме того, улучшена шумоизоляция под напольным покрытием.

Чаще всего покупатели Camry — мужчины (89%). План продаж на 2014 и 2015 гг. — по 33 тысячи седанов в год. Рассмотреть обновлённый седан на стенде московского автосалона вы можете в нашем ролике.

Новый руль, приборный щиток также подвергся реновации, и теперь между тахометром и спидометром нашлось место ЖК-экранчику диагональю 4,2 дюйма. Кроме того, появились дополнительная фоновая подсветка пространства для ног водителя и пассажиров, обогрев лобового стекла, подогрев заднего дивана, системы мониторинга слепых зон и переключения света с ближнего на дальний и обратно, а также возможность беспроводной зарядки смартфона. В общем, Toyota Camry стала ещё интересней для покупателей, которые по-прежнему будут идти в шоу-румы Тойоты, словно по зову гамельнского дудочника.

Было — стало

Несовершенство непосредственности: надежность и проблемы моторов с прямым впрыском

«В новый век – с новой системой питания!». Похоже, с таким девизом европейские производители стали внедрять технологию. А что им оставалось? Требования по снижению расхода топлива заставляли делать моторы сложнее, к тому же непосредственный впрыск (особенно в сочетании с наддувом) позволял увеличить мощность. И при этом оставлял мотор вполне экономичным на малой нагрузке. Начал входить в моду и даунсайз – постепенно для машины С-класса стало вполне нормальным иметь мотор объемом в литр, а мощные авто начинаются с объема в 1,4. Даже седаны D+ и Е классов не брезгуют моторами 1,4 и 1,6 с турбонаддувом.

Снова те же грабли, но в XXI веке

Собственно о минусах подобной системы питания было известно с самого начала. Сложность и высокая стоимость сюрпризом не были – опыт внедрения непосредственного впрыска накопился изрядный. Надежность сложных систем честно постарались увеличить. Правда, цену особенно опустить не пытались.

Как известно, для подачи топлива непосредственно в цилиндры нужен насос высокого давления. Вообще-то и в системах «обычного» распределенного впрыска в системе питания давление немаленькое, но у прямого впрыска оно примерно в 10 раз больше.

На дизельных моторах непосредственный впрыск и ТНВД появился существенно раньше, и ресурс узлов был не таким уж низким. У бензиновых все получилось иначе: насосы оказались весьма недолговечными. Почему? Потому что дизтопливо имеет более высокие смазочные свойства, чем бензин, и без специальных смазывающих присадок ресурс всех узлов трения очень мал.

Современные мембранные ТНВД не так зависят от смазки, как поршневые, но, тем не менее, нуждаются в ней. Да и в целом насос высокого давления – штука довольно хрупкая, любые загрязнения выведут его из строя. Улучшить ситуацию смогли введением стандарта на смазывающие присадки в топливе. Конечно, 15% масла, как в двухтактные моторы, добавлять не стали, но топливо Евро-4 и выше обязательно содержит небольшое количество специальных смазок. Не в последнюю очередь – именно для ТНВД на бензиновых машинах. Учитывая, что официальный запрет на продажу топлива Евро-3 вступил в России в силу лишь 1 января 2015 года, неудивительно, что «непосредственные» машины у нас жили так недолго и несчастливо.

С форсунками ситуация аналогичная, они дороже и менее надежны, чем на системах распределенного впрыска. Требования к их работе тоже намного выше. Небольшое изменение факела распыла, даже без изменения общего расхода подачи, ведет к серьезным нарушением работы мотора. В результате для сохранения работоспособности резко растут требования по чистоте топлива и рабочей температуре.

Пьезофорсунки еще и имеют ограниченное количество циклов срабатывания, чувствительны к перегреву, а также обладают склонностью при выходе из строя «лить» бензин, что может вызвать гидроудар при запуске. Особенно это характерно для очень распространенных «высокоточных» пьезофорсунок Bosch, которые имеют ограниченный ресурс, а компания на протяжении последних десяти лет не может создать действительно хорошо работающий вариант.

Склонность к закоксовке впускных клапанов и худшие условия их работы проявились на моторах Мицубиси довольно быстро. Обычно форсунки подают бензин на впускной клапан и охлаждают его. И заодно смывают с него отложения. У непосредственного мотора такой возможности нет, клапан греется сильнее, больше нагревает воздух, а масло из системы вентиляции картера и из сальника клапана постепенно образует «шубу», которая затрудняет газообмен и приводит к зависанию клапанов и его перегреву. Особенно тяжело приходится моторам с повышенным расходом масла, а в самой критической группе риска – моторы, которые часто работают с малой нагрузкой, то есть в пробках.

Плохие пусковые качества из-за неудовлетворительного испарения топлива при пуске тоже проявились давно. Оказалось, что оптимизация формы факела впрыска на холодном и горячем моторе должна производиться более тщательно. Любое попадание топлива на стенки цилиндра приводит к резкому увеличению количества несгоревшего топлива и попаданию его в масло. А при запуске при отрицательных температурах большое значение приобретает качество распыла бензина: оно должно оказаться намного выше, чем при обычной работе, и давление топлива на пуске должно быть очень высоким. Поначалу этого не учли.

Повышенное количество твердых частиц в выхлопе проявилось позже, когда непосредственный впрыск на европейских машинах уже стал мэйнстримом. Более точные исследования показали, что эта особенность смесеобразования роднит такой бензиновый мотор с дизелем. Действительно, в процессе работы образуются частички сажи, которые необходимо тоже как-то задерживать. Например, вводя сажевый фильтр, как на дизельных моторах. Компания Mercedes уже анонсировала подобную опцию для своих машин.

Попадание топлива в масло из-за неисправностей топливного насоса высокого давления – в общем-то чисто конструктивный недостаток насосов Bosch, но в силу их широкого распространения и общности конструкций насосов свойственен почти всем моторам с непосредственным впрыском. Бензин в масле не так уж и страшен, но в больших количествах ведет к снижению вязкости масла до критической, что приводит к повреждениям моторов. И, к тому же, дает повод многим «экспертам» говорить о том, что топливо является причиной «масляной чумы».

Что же делать?

Почти у всех проблем есть пути решения. Например, двойной впрыск, когда топливо подается и в цилиндры, и во впускной трубопровод – это справляется сразу со сложностью с закоксовкой клапанов, экологичностью и плохим запуском в холода. Такая схема применялась на некоторых двигателях Volkswagen EA888, но продавались они исключительно в США и были заточены под жесткие экологические нормы Калифорнии. Но в конце 2014-го комбинированный впрыск появился и у нас – на моторе 6AR-FE (2 литра, 150 л. с.) Toyota Camry последнего поколения. Пока сложно судить о надежности, ибо пробеги машин пока небольшие в основной массе, однако предпосылки хорошие.

Под капотом 2015–н.в. Toyota Camry XLE

С поршневыми кольцами и топливными насосами приходится разбираться чисто конструктивными методами, экспериментируя с формой – часто «дизайн» поршневой группы производители дорабатывают уже после того, как машина вышла на рынок и поразила всех угаром масла. Так, скажем, делала Toyota в 2005 году, доводя до ума моторы серии ZZ (еще без непосредственно впрыска), а позже – Volkswagen с уже упомянутыми выше EA888. Насосы высокого давления тоже стараются сделать надежнее – эта задача технически выполнима.

Но все непросто: система очень сложная и дорогая – накладным для производителей выходит не только себестоимость конечной продукции, но и исследования с экспериментами. А маркетологи не дают возможности по 10 лет заниматься испытаниями, требуют все более новых моторов с еще более привлекательными характеристиками.

Рискнуть в сегодняшнем автобизнесе репутацией производителя ненадежных машин считается делом благородным. Если что, всегда выручит отзывная кампания. Куда хуже – показаться производителем консервативным или, не дай бог, незацикленным на идее спасения планеты от выхлопных газов. Вот это, как мы видимо по примеру Volkswagen и Mitsubishi – действительно страшно. Тут можно и самостоятельность компании потерять, и топ-менеджмента лишиться.

Переводчик – словарь и онлайн перевод на английский, русский, немецкий, французский, украинский и другие языки. | ★ Как перевести «комбинированный впрыск топлива d 4s

Сухое хранилище отработанного ядерного топлива

Сухое хранилище отработанного ядерного топлива — установка платформы или сухого хранения отработавшего ядерного топлива. Сухое хранение представляет собой метод хранения отработавшего ядерного топлива в некоторых странах классифицируются как высокого уровня ядерных отходов после «мокрой» выдержки в бассейнах в течение нескольких лет. как правило, для хранения отработавшего топлива находится в запечатанных контейнерах, который представляет собой цилиндрический сварной или болтовых конструкций изготовлены из стали или чугуна. расположенным внутри них тепловыделяющих элементов или сборок, как правило, находятся в среде инертного газа, что способствует удалению остаточного тепла. там также систем хранения отработавшего топлива с воздухом радиатор — к ним относятся, в частности, устанавливая хот-2 на ГХК в России. Некоторые контейнеры предназначены для хранения и транспортировки. эти многоцелевые контейнеры оснащены менее массивных защиты от радиации, что делает их легче и более пригодны для транспортировки и перегрузки. они транспортируются внутри доставка пакеты и хранят в вертикальном или горизонтальном положении в бетонных или железобетонных модулей, которые обеспечивают основной радиационной защиты. В настоящее время хранения устанавливается и эксплуатируется во многих странах, как атомные электростанции и специальные сайты. свой ресурс от 30 до 100 лет. сухого хранения отработавшего топлива более безопасно и надежно, чем в мокрой воде в бассейнах. сухого хранения отработавшего топлива и промежуточный, то есть после определенного времени, топлива должны быть удалены и отправлены на переработку или захоронение. однако, после периода сухого хранения ОЯТ, его уровни радиации и температуры намного ниже, что значительно облегчит обработку. Сухие системы хранения отработавшего ядерного топлива, по последним данным, реализованных в России, США, Канады, Германии, Швейцарии, Испании, Бельгии, Швеции, Великобритании, Японии, Армении, Словакии, Чехии, Аргентины, Румынии, Болгарии, Венгрии, Украины и Литвы.

Почему в некоторых двигателях есть и порт, и прямой впрыск

Половина парка новых легковых и грузовых автомобилей в США теперь оснащена системой прямого впрыска бензина (также известной как GDI), что означает, что топливо распыляется прямо в камеру сгорания. Возникает вопрос: какие следующие инновационные двигатели выйдут из лаборатории?

Ответ заключается в том, чтобы подавать топливо в огонь двумя разными путями, и некоторые производители уже оснастили свои двигатели как левым, так и прямым впрыском. Toyota представила эту технологию, которую она называет впрыском D-4S, на двигателе V-6 более десяти лет назад и теперь использует порт и прямой впрыск на своем 2,0-литровом четырехцилиндровом двигателе (который производится Subaru), 3,5-литровый V-образный двигатель. -6, и 5,0-литровый V-8. У Audi он есть на 3,0-литровых двигателях V-6 и 5,2-литровых V-10.

Система Toyota D-4S была представлена ​​на 3,5-литровом двигателе V-6 Lexus IS350 2006 года.

Ford в настоящее время является доминирующим игроком в области так называемого двухтопливного прямого впрыска под высоким давлением (DI) и впрыска через порт низкого давления (PI).Применения включают в себя бензиновые двигатели V-6 и V-8 с турбонаддувом и без наддува — всего четыре — объемом от 2,7 до 5,0 литров. И летающий пикап F-150 Raptor, и суперкар GT оснащены новыми 3,5-литровыми двигателями EcoBoost V-6. Наземные F-150 также в значительной степени полагаются на эту технологию с базовым 3,3-литровым двигателем V-6 с двойным топливом и дополнительными 2,7- и 3,5-литровыми двигателями V-6 EcoBoost. Последнее заявленное на данный момент приложение Ford — это новый 5,0-литровый двигатель V-8, который будет установлен на Mustang GT 2018 года.

Основы

Прежде чем углубляться в тонкости объединения PI и DI, уместно сделать краткое руководство. Вопреки голливудским изображениям автомобилей, падающих со скал, самовозгорания не существует. Поскольку сжиженный бензин не горит, подготовка топлива из бака для сжигания внутри двигателя представляет собой двухэтапный процесс.

Первый этап — распыление жидкости на мелкие капли, что достигается путем нагнетания бензина под давлением с помощью насоса через крошечные отверстия форсунок.Исследование, проведенное инженерами Hitachi, показало, что топливо под давлением до 1000 фунтов на квадратный дюйм и впрыскивание через отверстия диаметром от 0,006 до 0,011 дюйма приводило к образованию тумана со скоростью 135 миль в час из капель диаметром всего 0,000003 дюйма. Отлично.

Испарение следует за распылением. Здесь мелкие капли топлива претерпевают фазовый переход из жидкости в газ, становясь паром, который может смешиваться с воздухом и воспламеняться свечой зажигания.

Поскольку во время этого фазового перехода поглощается тепло, возникает охлаждающий эффект, который можно использовать для повышения эффективности работы двигателя.В режиме PI воздух, проходящий через впускной коллектор, охлаждается до того, как достигнет камеры сгорания. При использовании DI охлаждение происходит внутри самой камеры.

Ford оснащает несколько двигателей EcoBoost V-6 с двойным впрыском, включая суперкар GT.

У каждой стратегии есть свои плюсы и минусы. PI удобен для двигателей без наддува, поскольку охлаждение поступающего воздуха увеличивает его плотность и потенциал производства энергии.Намного легче разместить форсунки во впускных каналах, подальше от клапанов и свечей зажигания. Такое расположение выше по потоку обеспечивает достаточно времени для полного испарения. Одним из недостатков является то, что капли топлива иногда оседают на стенках впускного канала, нарушая предполагаемое соотношение топлива и воздуха.

При использовании DI вероятность детонации — преждевременного воспламенения топливно-воздушной смеси — уменьшается, поскольку эффект охлаждения с фазовым переходом имеет место во время такта сжатия непосредственно перед зажиганием.Снижение температуры поверхности камеры сгорания позволяет повысить степень сжатия и повысить эффективность независимо от того, является ли двигатель безнаддувным или наддувным. Ford увеличил максимальный крутящий момент на 30 фунт-фут в своем новом 3,5-литровом двигателе V-6, объединив новую стратегию двойного впрыска с более высоким давлением наддува.

У DI есть свои недостатки. Система DI более дорогая, потому что давление, необходимое для впрыскивания топлива в камеру сгорания, в 50-100 раз выше, чем с PI, а насос более высокого давления вызывает паразитные потери. Прямые форсунки обычно шумят. Отложения углерода — как на задней стороне впускных клапанов, так и на выхлопных трубах — являются проблемами обслуживания для некоторых пользователей DI. Поскольку время для испарения меньше, часть топлива выходит из камеры сгорания и каталитического нейтрализатора в виде твердых частиц или сажи. Эти частицы углерода похожи на частицы, выбрасываемые дизельными двигателями, но меньше по размеру.

Комбинация

Конечная стратегия — объединить преимущества PI и DI, используя каждое из них для уменьшения отрицательных сторон друг друга.Toyota, например, запускает обе форсунки при низких и средних нагрузках и оборотах, другими словами, при нормальном вождении. Это увеличивает плотность поступающего заряда без наддува и смывает нагар с впускных клапанов. В условиях высоких нагрузок и оборотов, когда необходимо максимальное охлаждение камеры сгорания, поскольку детонация более вероятна, DI обрабатывает всю подачу топлива.

Каждый производитель использует свою стратегию относительно того, когда использовать порт, прямой или оба инжектора.Здесь показана одна из зависимостей крутящего момента Toyota от частоты вращения и использования форсунок.

Питер Даудинг, главный инженер Ford по бензиновым системам трансмиссии, раскрыл иную стратегию. Ford использует только PI на холостом ходу и на низких оборотах для плавной, тихой и эффективной работы двигателя. По мере увеличения числа оборотов и нагрузки подача топлива становится запрограммированной смесью PI и DI. В отличие от методологии Toyota, ИП Форда всегда работает, отвечая по крайней мере за 5-10 процентов поставок топлива.

Даудинг и его коллега по инженерам Ford Стивен Расс подчеркивают, что отложения углерода на выхлопных трубах и впускных клапанах никогда не были проблемой в их двигателях DI.Доудинг добавляет: «Теперь, когда электродвигателям отводится все больше ролей в силовых установках, наша задача — по возможности повышать эффективность двигателей. Двухтопливная технология Ford уже зарекомендовала себя как ценная и рентабельная стратегия в этом направлении ».

Проектирование и разработка современных двигателей — это попытка уравновесить мощность, выбросы, пробег, долговечность, управляемость и другие проблемы. Двухтопливная стратегия дает инженерам дополнительный ключ к повороту, поскольку они стремятся высвободить больше энергии из каждой капли газа.По мере извлечения уроков и снижения стоимости компонентов можно ожидать, что все больше производителей примут на вооружение этот подход к разжиганию костров.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как работает система впрыска топлива

Для
двигатель
для бесперебойной и эффективной работы он должен быть обеспечен нужным количеством
топливо
/ воздушная смесь в соответствии с ее широким спектром требований.

Система впрыска топлива

В автомобилях с бензиновым двигателем используется непрямой впрыск топлива. Топливный насос отправляет бензин в моторный отсек, а затем он впрыскивается во впускной коллектор с помощью инжектора. Имеется либо отдельный инжектор для каждого цилиндра, либо одна или две форсунки во впускной коллектор.

Традиционно топливно-воздушная смесь регулируется
карбюратор
, инструмент, который отнюдь не идеален.

Его основным недостатком является то, что один карбюратор питает четыре
цилиндр
двигатель не может подавать в каждый цилиндр точно такую ​​же топливно-воздушную смесь, потому что некоторые цилиндры находятся дальше от карбюратора, чем другие.

Одно из решений —
поместиться
сдвоенные карбюраторы, но их трудно правильно настроить. Вместо этого многие автомобили теперь оснащаются двигателями с впрыском топлива, в которых топливо подается точными порциями. Двигатели, оборудованные таким образом, обычно более эффективны и мощнее карбюраторных, а также могут быть более экономичными и менее ядовитыми.
выбросы
.

Впрыск дизельного топлива

В
впрыск топлива
система в автомобилях с бензиновым двигателем всегда косвенная, бензин впрыскивается во впускной патрубок
многообразие
или впускной порт, а не непосредственно в
камеры сгорания
.Это обеспечивает хорошее смешивание топлива с воздухом перед тем, как попасть в камеру.

Много
дизельные двигатели
Однако используется прямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, заполненный сжатым воздухом. В других используется непрямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания специальной формы, которая имеет узкий канал, соединяющий ее с камерой сгорания.
крышка цилиндра
.

В цилиндр втягивается только воздух. Он так сильно нагревается
сжатие
распыленное топливо, впрыскиваемое в конце
ход сжатия
самовоспламеняется.

Базовая инъекция

Во всех современных системах впрыска бензина используется непрямой впрыск. Специальный
насос
отправляет топливо под
давление
из
топливный бак
в моторный отсек, где, все еще находясь под давлением, он распределяется индивидуально по каждому цилиндру.

В зависимости от конкретной системы топливо подается во впускной коллектор или впускной канал через
инжектор
. Это работает так же, как спрей
сопло
из
шланг
, убедившись, что топливо выходит в виде мелкого тумана.Топливо смешивается с воздухом, проходящим через впускной коллектор или канал, и топливно-воздушная смесь поступает в
горение
камера.

Некоторые автомобили имеют многоточечный впрыск топлива, при котором каждый цилиндр получает питание от собственной форсунки. Это сложно и может быть дорого. Чаще используется одноточечный впрыск, когда один инжектор питает все цилиндры, или один инжектор на каждые два цилиндра.

Форсунки

Форсунки, через которые распыляется топливо, ввинчиваются форсункой вперед либо во впускной коллектор, либо в головку блока цилиндров и расположены под углом, так что струя топлива направляется к впускному отверстию.
клапан
.

Форсунки бывают одного из двух типов, в зависимости от системы впрыска. Первая система использует
непрерывный впрыск
где топливо впрыскивается во впускное отверстие все время работы двигателя. Форсунка просто действует как распылительная форсунка, разбивая топливо на мелкие брызги — на самом деле он не контролирует поток топлива. Количество распыляемого топлива увеличивается или уменьшается с помощью механического или электрического блока управления — другими словами, это похоже на включение и выключение крана.

Другая популярная система —
впрыск по времени (импульсный впрыск)
где топливо доставляется партиями, чтобы совпасть с
индукция

Инсульт
цилиндра. Как и в случае непрерывного впрыска, впрыском по времени также можно управлять механически или электронно.

Самые ранние системы управлялись механически. Их часто называют впрыском бензина (сокращенно PI), и поток топлива регулируется механическим регулятором. Эти системы страдают от недостатков механической сложности и плохой реакции на нажатие педали газа.

Механические системы в настоящее время в значительной степени вытеснены
электронный впрыск топлива
(сокращенно EFi). Это происходит благодаря повышению надежности и снижению затрат на электронные системы управления.

Типы топливных форсунок

Форсунка механическая

Могут быть установлены два основных типа инжектора, в зависимости от того, управляется ли система впрыска механически или электронно.В механической системе инжектор
подпружиненный
в закрытое положение и открывается давлением топлива.

Электронный инжектор

Форсунка в электронной системе также удерживается закрытой пружиной, но открывается с помощью
электромагнит
встроен в корпус инжектора. В
электронный блок управления
определяет, как долго инжектор остается открытым.

Механический впрыск топлива

Lucas с механической системой впрыска топлива

В системе Lucas топливо из бака под высоким давлением перекачивается в топливный аккумулятор.Оттуда он попадает в распределитель топлива, который отправляет порцию топлива в каждую форсунку, откуда оно попадает во впускное отверстие.

Воздушный поток регулируется заслонкой, которая открывается при нажатии на педаль акселератора. По мере увеличения потока воздуха распределитель топлива автоматически увеличивает поток топлива к форсункам, чтобы поддерживать правильную сбалансированность топливно-воздушной смеси.

Для холодного запуска используется воздушная заслонка на приборной панели или, на более поздних моделях, микропроцессорный блок управления приводит в действие специальный инжектор холодного запуска, который впрыскивает дополнительное топливо для создания более богатой смеси.Как только двигатель прогреется до определенной температуры, термовыключатель автоматически отключает форсунку холодного пуска.

Механический впрыск топлива
использовался в 1960-х и 1970-х годах многими производителями на своих высокопроизводительных спортивных автомобилях и спортивных седанах. Одним типом, установленным на многих британских автомобилях, включая Triumph TR6 PI и 2500 PI, была система Lucas PI, которая представляет собой систему с таймером.

А высокого давления электрический
топливный насос
установлен рядом с топливным баком, нагнетает топливо под давлением 100 фунтов на квадратный дюйм до уровня топлива
аккумулятор
.Это в основном краткосрочный
резервуар
который поддерживает постоянное давление подачи топлива, а также сглаживает импульсы топлива, поступающего из насоса.

Из
аккумулятор
, топливо проходит через бумагу
элемент

фильтр
а затем подается в блок управления дозатором топлива, также известный как
распределитель топлива
. Этот агрегат приводится в движение
распредвал
и его задача, как следует из названия, состоит в том, чтобы распределять топливо по каждому цилиндру в нужное время и в нужных количествах.

Количество впрыскиваемого топлива регулируется заслонкой, расположенной в воздухозаборнике двигателя.Заслонка находится под блоком управления и поднимается и опускается в ответ на воздушный поток — когда вы открываете дроссельную заслонку, «всасывание» из цилиндров увеличивает воздушный поток, и заслонка поднимается. Это изменяет положение челночного клапана в блоке управления дозированием, чтобы позволить большему количеству топлива впрыскиваться в цилиндры.

От дозатора топливо по очереди подается к каждой из форсунок. Затем топливо впрыскивается во впускное отверстие в головке блока цилиндров. Каждый инжектор содержит подпружиненный клапан, который удерживается закрытым за счет давления пружины.Клапан открывается только при впрыскивании топлива.

При холодном запуске вы не можете просто перекрыть часть воздушного потока, чтобы обогатить топливно-воздушную смесь, как в случае с карбюратором. Вместо этого ручное управление на приборной панели (напоминающее ручку воздушной заслонки) или, на более поздних моделях,

data-term-id = «1915»> микропроцессор

Почему в некоторых двигателях используется прямой впрыск и впрыск через порт

В каждом новом автомобиле, продаваемом сегодня в США, используется впрыск топлива, но не все системы впрыска одинаковы.В некоторых автомобилях используется впрыск через порт, а в других — прямой впрыск. Некоторые даже используют и то, и другое. Какая в этом польза? Джейсон Фенске из Engineering Explained разбирает это в сопроводительном видео.

Впрыск топлива — это более точный способ подачи топлива в цилиндры, чем его предшественник, карбюратор. Он получил широкое распространение в 1980-х годах благодаря развитию электронного управления. Портовый впрыск — впрыск топлива во впускной канал — был по умолчанию с того времени и до конца века.

Прямой впрыск впервые был использован в самолетах, а механическая версия использовалась в 1950-х годах на Mercedes-Benz 300SL. Но эта технология не получила широкого распространения до 2000-х годов, когда более строгие стандарты экономии топлива вынудили автопроизводителей искать новые способы повышения эффективности. EcoBoost от Ford и SkyActiv от Mazda — лишь несколько примеров семейств двигателей, в которых используется прямой впрыск. Как следует из названия, прямой впрыск включает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания цилиндра, и это делается при гораздо более высоком давлении, чем впрыск через порт.

Совсем недавно автопроизводители начали комбинировать две системы впрыска топлива. Toyota, например, использует свою систему D-4S на пикапе Tacoma и спорткаре 86.

Эти системы, как правило, используют впрыск через порт при более низких нагрузках и оборотах двигателя и прямой впрыск при более высоких оборотах, говорит Фенске. Но он отмечает, что это зависит от автопроизводителя.

Портовый впрыск обеспечивает более стабильную воздушно-топливную смесь при более низких оборотах двигателя, что приводит к более плавной работе при запуске.На более высоких оборотах прямой впрыск обеспечивает больший охлаждающий эффект, увеличивая мощность и снижая вероятность детонации.

Toyota D-4S работает в «стратифицированном» режиме, ориентированном на эффективность, и в «однородном» режиме для большей мощности. В стратифицированном режиме в основном используется впрыск через порт для создания различных топливовоздушных смесей, в том числе обедненных смесей для быстрого нагрева двигателя и каталитических нейтрализаторов до рабочей температуры.

В гомогенном режиме всегда используется одна и та же более богатая топливно-воздушная смесь с использованием как прямой, так и портовой форсунок.

Уменьшение нагара — еще одна причина использовать оба типа впрыска. Исследования показали, что двигатели с прямым впрыском топлива, как правило, более склонны к образованию нагара, чем двигатели с прямым впрыском, особенно на впускных клапанах. Добавляя впрыск через порт, топливо может смыть эти клапаны, чтобы уменьшить нагар.

Чтобы узнать больше, нажмите на видео выше.

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Magdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя с точным контролем момента впрыска, распыления топлива и других параметров. К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На характеристики дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, явились прямым следствием превосходной конструкции системы впрыска топлива. Хотя основная цель системы — подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкции компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение продолжительного времени, что соответствует целевым показателям долговечности двигателя. Для эффективной работы системы также необходимы более высокая точность производства и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, дизельные системы впрыска характеризуются более сложными требованиями к управлению.Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива — подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель мог эффективно использовать это топливо:

1. Топливо должно впрыскиваться вовремя, то есть необходимо контролировать время впрыска и
2. Необходимо подать правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания по-прежнему недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, в том числе:

• Распыление топлива — обеспечение распыления топлива на очень мелкие частицы топлива является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капли гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. Хотя современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки — один из таких критических периодов.
• Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение того, чтобы испарившееся топливо содержало достаточное количество кислорода во время процесса сгорания, не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя. Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндр, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
• Использование воздуха — Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто путем сочетания проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы уносить как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон, богатых топливом, с дефицитом кислорода.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как P-тип, M-тип или S-тип сопла, относятся к стандартным размерам параметров сопла в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и узлу сопла.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска — это время, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто указывается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, — это обозначенная SOI. Из-за механического отклика форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании форсунки .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи — это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может быть обозначена как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) — это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива — это количество топлива, подаваемого в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм ³ / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска — это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI, связанная с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и Скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания игольчатого сопла, соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рисунке 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительный впрыск , обеспечивают небольшое количество топлива перед событием основного впрыска.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит относительно долго перед основным впрыском, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Инъекции после основных инъекций, после инъекций, , могут происходить сразу после основной инъекции (, после основной инъекции, ) или через относительно долгое время после основной инъекции (, после инъекции, ).Постинъекции иногда называют после инъекций . Хотя терминология значительно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция — повторной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск делится на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникать непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичными инъекциями .

Давление впрыска не всегда используется в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями, топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

• Компоненты стороны низкого давления — Эти компоненты служат для безопасной и надежной подачи топлива из бака в систему впрыска топлива.Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
• Компоненты на стороне высокого давления. — Компоненты, создающие высокое давление, дозирующие и подающие топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти исполнительные механизмы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезокерамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива рассмотрены в отдельной статье.

###

Компоненты системы впрыска топлива

Компоненты системы впрыска топлива

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Систему впрыска топлива можно разделить на стороны низкого и высокого давления. Компоненты низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр. Компоненты стороны высокого давления включают насос высокого давления, аккумулятор, топливную форсунку и форсунку топливной форсунки.Для использования с различными типами систем впрыска топлива было разработано несколько конструкций форсунок и различные методы приведения в действие.

Компоненты стороны низкого давления

Обзор

Чтобы система впрыска топлива выполняла свое предназначение, топливо должно подаваться в нее из топливного бака. Это роль компонентов топливной системы низкого давления. Сторона низкого давления топливной системы состоит из ряда компонентов, включая топливный бак, один или несколько насосов подачи топлива и один или несколько топливных фильтров.Кроме того, многие топливные системы содержат охладители и / или нагреватели для лучшего контроля температуры топлива. На рис. 1 показаны два примера схем топливных систем низкого давления: один для грузовика с дизельным двигателем большой грузоподъемности и один для легкового легкового автомобиля с дизельным двигателем [1590] [1814] .

Рисунок 1 . Примеры топливных систем низкого давления для тяжелых и легких дизельных автомобилей

Топливный бак и насос подачи топлива

Топливный бак — это резервуар, в котором хранится запас топлива и который помогает поддерживать его температуру на уровне ниже точки воспламенения. Топливный бак также служит важным средством отвода тепла от топлива, которое возвращается из двигателя [528] . Топливный бак должен быть устойчивым к коррозии и герметичным при давлении не менее 30 кПа. Он также должен использовать некоторые средства для предотвращения чрезмерного накопления давления, такие как выпускной или предохранительный клапан.

Насос подачи топлива, часто называемый подъемным насосом, отвечает за всасывание топлива из бака и его подачу в насос высокого давления. Современные топливные насосы могут иметь электрический или механический привод от двигателя.Использование топливного насоса с электрическим приводом позволяет разместить насос в любом месте топливной системы, в том числе внутри топливного бака. Насосы с приводом от двигателя прикреплены к двигателю. Некоторые топливные насосы могут быть встроены в блоки, выполняющие другие функции. Например, так называемые тандемные насосы представляют собой агрегаты, в состав которых входят топливный насос и вакуумный насос для усилителя тормозов. Некоторые топливные системы, например системы, основанные на насосе распределительного типа, включают в себя подающий насос с механическим приводом и насос высокого давления в одном блоке.

Топливные насосы обычно рассчитаны на подачу большего количества топлива, чем потребляется двигателем в любой конкретной операционной системе. Этот дополнительный поток топлива может выполнять ряд важных функций, включая подачу дополнительного топлива для охлаждения форсунок, насосов и других компонентов двигателя и поддержание более постоянной температуры топлива во всей топливной системе. Кроме того, избыточное топливо, которое нагревается при контакте с горячими компонентами двигателя, может быть возвращено в бак или топливный фильтр для улучшения работоспособности автомобиля при низких температурах.

Топливный фильтр

Безотказная работа дизельной системы впрыска возможна только на фильтрованном топливе. Топливные фильтры помогают уменьшить повреждение и преждевременный износ от загрязнений, задерживая очень мелкие частицы и воду, чтобы предотвратить их попадание в систему впрыска топлива. Как показано на рисунке 1, топливные системы могут содержать одну или несколько ступеней фильтрации. Во многих случаях экран курса также расположен на входе топлива, расположенном в топливном баке.

В двухступенчатой ​​системе фильтрации обычно используется первичный фильтр на впускной стороне топливоперекачивающего насоса и вторичный фильтр на выпускной стороне.Первичный фильтр необходим для удаления более крупных частиц. Вторичный фильтр необходим, чтобы выдерживать более высокое давление и удалять более мелкие частицы, которые могут повредить компоненты двигателя. Одноступенчатые системы удаляют более крупные и мелкие частицы в одном фильтре.

Фильтры могут быть коробчатого типа или сменного элемента, как показано на рисунке 2. Фильтр коробчатого типа может быть полностью заменен по мере необходимости и не требует очистки. Фильтры со сменным элементом должны быть тщательно очищены при замене элементов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать любых остатков грязи, которые могут мигрировать к сложным частям системы впрыска топлива.Фильтры могут быть изготовлены из металла или пластика.

Рисунок 2 . Два типа топливных фильтров

(а) Коробчатого типа; (b) Тип элемента

Обычными материалами для современных топливных фильтрующих элементов являются синтетические волокна и / или целлюлоза. Также можно использовать микроволокна, но из-за риска миграции мелких кусочков стекловолокна, отколовшихся от основного элемента, в критические компоненты топливной системы, их использование в некоторых приложениях избегается [2046] . В прошлом также использовались гофрированная бумага, упакованная хлопковая нить, древесная щепа, смесь упакованной хлопковой нити и древесных волокон и намотанный хлопок [529] .

Требуемая степень фильтрации зависит от конкретного применения. Обычно, когда два фильтра используются последовательно, первичный фильтр задерживает частицы размером примерно 10–30 мкм, в то время как вторичный фильтр способен задерживать частицы размером более 2–10 мкм. По мере развития топливных систем зазоры и нагрузки на компоненты высокого давления увеличиваются, и потребность в чистом топливе становится все более острой. Как способность топливных фильтров удовлетворять потребности в более чистом топливе [2047] , так и методы количественной оценки приемлемых уровней загрязнения топлива потребовались для развития [2048] .

Помимо предотвращения попадания твердых частиц в оборудование для подачи топлива и впрыска, необходимо также предотвратить попадание воды в топливе в важные компоненты системы впрыска топлива. Свободная вода может повредить смазываемые топливом компоненты системы впрыска топлива. Вода также может замерзнуть в условиях низких температур, а лед может заблокировать небольшие проходы системы впрыска топлива, тем самым перекрыв подачу топлива к остальной части системы впрыска топлива.

Удалить воду из топлива можно двумя способами.Поступающее топливо может подвергаться центробежным силам, которые отделяют более плотную воду от топлива. Гораздо более высокая эффективность удаления может быть достигнута с помощью фильтрующего материала, который отделяет воду. На рис. 3 показан фильтр, использующий комбинацию средового и центробежного подходов.

Рисунок 3 . Топливный фильтр с водоотделителем

Различные водоразделительные среды работают по разным принципам. Гидрофобная барьерная среда , такая как обработанная силиконом целлюлоза, отталкивает воду и заставляет ее скатываться вверх по поверхности.По мере того, как бусинки становятся больше, они под действием силы тяжести стекают по лицевой стороне элемента в чашу. Гидрофильная коалесцирующая среда , такая как стеклянное микроволокно, имеет высокое сродство к воде. Вода в топливе связывается со стеклянными волокнами, и со временем, когда все больше воды поступает со стороны входа, образуются массивные капли. Вода проходит через фильтр с топливом и на выходе из потока топлива выпадает в сборный стакан.

Более широкое использование поверхностно-активных присадок к топливу и компонентов топлива, таких как биодизельное топливо, сделало обычные разделяющие среды менее эффективными, и производителям фильтров потребовалось разработать новые подходы, такие как композитные среды и коалесцирующие среды со сверхвысокой площадью поверхности [2049] [2050] [2051] .Также были затронуты методы количественной оценки эффективности отделения топлива от воды [2052] .

Топливные фильтры также могут содержать дополнительные элементы, такие как подогреватели топлива, тепловые переключающие клапаны, деаэраторы, датчики воды в топливе, индикаторы замены фильтров.

Подогреватель топлива помогает минимизировать накопление кристаллов парафина, которые могут образовываться в топливе при его охлаждении до низких температур. В обычных методах отопления используются электрические нагреватели, охлаждающая жидкость двигателя или рециркулируемое топливо. На рисунке 1 показаны два подхода, в которых для нагрева поступающего топлива используется теплое возвращаемое топливо.

Перелив топлива и утечка топлива, возвращающегося в бак, также переносят воздух и пары топлива. Присутствие газообразных веществ в топливе может вызвать затруднения при запуске, а также нормальной работе двигателя в условиях высоких температур. Таким образом, выпускные клапаны и деаэраторы используются для удаления паров и воздуха из системы подачи топлива и обеспечения бесперебойной работы двигателя.

###

Система впрыска насос-форсунка

Система впрыска насос-форсунка

Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : В системах впрыска дизельного топлива насос-линия-форсунка (P-L-N) насос соединен с форсункой через топливопровод высокого давления. В системе P-L-N могут использоваться линейные, распределительные / роторные и блочные насосы впрыска. В «классическом» варианте система управляется механически с помощью специализированных компонентов, таких как регулятор.В более новых версиях ряд параметров контролируется электронным способом. Система P-L-N заменяется другими типами систем впрыска топлива в новых конструкциях двигателей.

Введение

Система насос-линия-форсунка (P-L-N), также называемая системой насос-труба-форсунка, на протяжении многих десятилетий была доминирующим типом системы впрыска дизельного топлива практически во всех дизельных двигателях. Хотя система P-L-N была вытеснена системами впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой и насос-форсунками в новых конструкциях двигателей для рынков с наиболее строгими стандартами выбросов, эта топливная система остается популярной на рынках с менее строгими стандартами выбросов.Из-за ее исторического значения знание системы P-L-N необходимо для понимания принципов и постоянного развития системы впрыска дизельного топлива.

Система впрыска насос-линия-форсунка так называемая для создания высокого давления топлива в насосном элементе, передачи импульса давления топлива через линию впрыска высокого давления и затем распыления этого топлива в цилиндр через форсунку форсунки [ 113] . Было разработано множество конфигураций P-L-N с различным техническим и / или экономическим обоснованием.Большинство систем P-L-N можно разделить на три категории в зависимости от типа нагнетательного насоса:

• Насосы проточные
• Агрегатные насосы
• Распределительные (роторные) насосы

Рядные насосы , обслуживающие многоцилиндровые двигатели, содержат столько насосных элементов, сколько цилиндров в двигателе. Насос обычно приводится в действие зубчатым колесом от коленчатого вала и расположен в центральном месте относительно двигателя в сборе. Разработчики двигателя и топливной системы стремятся к тому, чтобы расположение насоса было таким, чтобы все линии впрыска были одинаковой длины между насосом впрыска и входом в форсунки. Из-за сильно пульсирующих систем и волн давления, распространяющихся по узким трубам, управление динамикой линии может быть затруднено и может вызвать неустойчивое поведение впрыска в сопле. Пытаясь свести к минимуму сложности, связанные с динамикой линии, дизайнеры стремятся сделать общую длину линии как можно короче. В некоторых случаях кратчайшая из возможных линий может оказаться слишком длинной для эффективной работы встроенного насоса. Это имеет место на крупных морских и стационарных электростанциях, где огромный размер двигателя не позволяет использовать короткие линии впрыска.Примеры применения этого типа включают двигатели DDC / MTU Series 2000 и MTU / DDC Series 4000. В более старых версиях этих двигателей использовались насосно-агрегатные системы для поддержания коротких линий впрыска между насосом и форсункой. Каждый насос-агрегат устанавливается на двигателе в непосредственной близости от обслуживаемого цилиндра и приводится в действие распределительным валом двигателя. Поскольку в системе блочного насоса для каждого цилиндра используется отдельный насос, эта конфигурация фактически находится где-то между P-L-N и системами насос-форсунок; мы обсудим систему блочного насоса в статье «Насос / насос».

Насосные элементы высокого давления, состоящие из плунжера и цилиндра, изготовлены из высокопрочной инструментальной стали, и между скользящими / вращающимися частями соблюдаются очень жесткие допуски. Эта высокоточная обработка требуется во всех механических компонентах системы впрыска, чтобы обеспечить точное дозирование и синхронизацию впрыска в пределах угла поворота 1 °. Стоимость таких топливных систем довольно высока, и их трудно оправдать, особенно в двигателях небольших легковых автомобилей.Решением этой проблемы является распределительный насос , в котором один центральный насосный элемент используется для создания высокого давления впрыска. Это топливо высокого давления затем вводится в коллекторную головку или распределительный узел, который направляет его в соответствующий инжектор и цилиндр в соответствии с порядком зажигания двигателя. Уменьшение количества насосных элементов для многоцилиндрового дизельного двигателя до одного снижает стоимость дорогих высокоточных деталей насосного элемента и делает его стоимость более подходящей для рынка небольших автомобилей.

В течение нескольких десятилетий в системах впрыска P-L-N использовалось механическое управление. Были разработаны сложные механические устройства, такие как регуляторы и устройства синхронизации, наддува и управления крутящим моментом, для управления скоростью двигателя и рядом других параметров. С конца 1970-х годов система P-L-N модернизировалась в ходе эволюционного процесса, в котором начальные шаги заключались в простом использовании электрических компонентов для воспроизведения функций, которые ранее выполнялись механическими компонентами. Внедрение электроники в промышленность по производству дизельных двигателей шло медленно, в основном из-за отрицательных финансовых последствий, а также из-за сомнений в надежности электроники в тяжелых условиях применения дизельных двигателей.Неуверенность в том, действительно ли электроника потребуется для соответствия нормам по выбросам, помогая при этом поддерживать хорошие характеристики двигателя, еще больше замедлила продвижение к внедрению электроники в тяжелых дизельных топливных системах. Тем не менее, нормы выбросов продолжали становиться все более жесткими, что вынуждали повышать требования к системе впрыска топлива. Более того, первые демонстрации возможностей электроники помогли сосредоточить внимание на этих разработках и направить больше ресурсов на исследования.Несколько подробное описание «электронизации» линейных и распределительных / роторных насосных систем с особым вниманием к некоторым из их основных, а также новых функций дается в последнем разделе этой статьи.

###

Система впрыска топлива Common Rail

Система впрыска топлива Common Rail

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В системе Common Rail топливо подается к форсункам из аккумулятора высокого давления, называемого рампой. Рельс питается от топливного насоса высокого давления. Давление в рампе, а также начало и конец сигнала, активирующего форсунку для каждого цилиндра, контролируются электроникой. Преимущества системы Common Rail включают гибкость в управлении как моментом впрыска, так и скоростью впрыска.

Введение

Достоинства архитектуры системы впрыска Common Rail были признаны с момента разработки дизельного двигателя.Ранние исследователи, в том числе Рудольф Дизель, работали с топливными системами, которые содержали некоторые важные особенности современных систем впрыска дизельного топлива с общей топливной магистралью. Например, в 1913 году патент на систему впрыска Common Rail с механически управляемыми форсунками был выдан компании Vickers Ltd. из Великобритании [2092] . Примерно в то же время в Соединенных Штатах был выдан еще один патент Томасу Гаффу на топливную систему для двигателя с искровым зажиганием с прямым впрыском в цилиндр, использующего электромагнитные клапаны с электрическим приводом.Дозирование топлива производилось путем регулирования продолжительности открытия клапанов [2085] . Идея использования клапана впрыска с электрическим приводом на дизельном двигателе с топливной системой Common Rail была разработана Бруксом Уокером и Гарри Кеннеди в конце 1920-х годов и применена к дизельному двигателю Atlas-Imperial Diesel Engine Company в Калифорнии в начале 1930-х годов. [2184] [2183] [2178] [2182] .

Работа над современными системами впрыска топлива Common Rail была начата в 1960-х годах компанией Societe des Procedes Modernes D’Injection (SOPROMI) [2086] . Однако пройдет еще 2–3 десятилетия, прежде чем регулирующее давление подстегнет дальнейшее развитие и технология станет коммерчески жизнеспособной. Технология SOPROMI была оценена компанией CAV Ltd. в начале 1970-х годов, и было обнаружено, что она дает мало преимуществ по сравнению с существующими системами P-L-N, которые использовались в то время. По-прежнему требовалась значительная работа для повышения точности и производительности соленоидных приводов.

Дальнейшая разработка дизельных систем Common Rail началась в 1980-х годах.К 1985 году Industrieverband Fahrzeugbau (IFA) из бывшей Восточной Германии разработал систему впрыска Common Rail для своего грузовика W50, но прототип так и не поступил в серийное производство, и проект был заброшен через пару лет [2096] . Примерно в то же время General Motors также разрабатывала систему Common Rail для применения в своих легких двигателях IDI [2174] . Однако с отменой их программы по производству легких дизельных двигателей в середине 1980-х годов дальнейшее развитие было остановлено.

Спустя несколько лет, в конце 1980-х — начале 1990-х, производители двигателей начали ряд проектов по развитию, которые позже были приняты производителями оборудования для впрыска топлива:

• Компания Nippondenso доработала систему Common Rail для грузовых автомобилей [2093] [2094] , которую они приобрели у Renault и которая была запущена в производство в 1995 году на грузовиках Hino Rising Ranger.
• В 1993 году Bosch — возможно, из-за некоторого давления со стороны Daimler-Benz — приобрел технологию UNIJET, первоначально разработанную усилиями Fiat и Elasis (дочерняя компания Fiat), для дальнейшей разработки и производства [2099] .Система Common Rail для легковых автомобилей Bosch была запущена в производство в 1997 году для автомобилей Alfa Romeo 156 [194] 1998 модельного года и Mercedes-Benz C-класса.
• Вскоре после этого Лукас объявил о контрактах на Common Rail с Ford, Renault и Kia, производство которых начнется в 2000 году.
• В 2003 году Fiat представил систему Common Rail следующего поколения, способную производить 3-5 впрысков / цикл двигателя для двигателя Multijet Euro 4.

Дополнительную информацию об истории систем Common Rail можно найти в литературе [2178] [2940] .

Целью этих программ развития, начатых в конце 1980-х — начале 1990-х годов, была разработка топливной системы для будущего легкового автомобиля с дизельным двигателем. В начале этих усилий было очевидно, что в будущих дизельных автомобилях будет использоваться система сгорания с прямым впрыском из-за явного преимущества в экономии топлива и удельной мощности по сравнению с преобладающей тогда системой сгорания с непрямым впрыском. Цели разработок включали комфорт вождения, сравнимый с таковым у автомобилей с бензиновым двигателем, соблюдение будущих ограничений на выбросы и повышение экономии топлива.Рассматривались три группы архитектур топливных систем: (1) распределительный насос с электронным управлением, (2) насос-форсунка с электронным управлением (EUI или насос-форсунка) и (3) система впрыска Common Rail (CR). В то время как усилия по каждому из этих подходов приводят к коммерческим топливным системам для серийных автомобилей, система Common Rail обеспечила ряд преимуществ и в конечном итоге станет доминирующей в качестве основной топливной системы, используемой в легковых автомобилях. Эти преимущества включали:

• Давление топлива не зависит от частоты вращения двигателя и условий нагрузки. Это позволяет гибко контролировать как количество впрыскиваемого топлива, так и время впрыска, а также обеспечивает лучшее проникновение и смешивание даже при низких оборотах двигателя и нагрузках. Эта особенность отличает систему Common Rail от других систем впрыска, в которых давление впрыска увеличивается с увеличением числа оборотов двигателя, как показано на Рисунке 1 [289] . Эта характеристика также позволяет двигателям создавать более высокий крутящий момент на низких оборотах, особенно если используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT). Следует отметить, что, хотя системы Common Rail могут работать с максимальным давлением в рампе, поддерживаемым постоянным в широком диапазоне оборотов двигателя и нагрузок, это делается редко. Как обсуждается в другом месте, давление топлива в системах Common Rail можно регулировать в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя, чтобы оптимизировать выбросы и производительность, обеспечивая при этом долговечность двигателя.

  Рисунок 1 . Взаимосвязь между давлением впрыска и частотой вращения двигателя в различных системах впрыска

• Пониженные требования к пиковому крутящему моменту топливного насоса. По мере развития двигателей с высокоскоростным прямым впрыском (HSDI) большая часть энергии для смешивания воздуха с топливом поступала от импульса распыления топлива, в отличие от вихревых механизмов, используемых в более старых системах сгорания IDI. Только системы впрыска топлива под высоким давлением могли обеспечить энергию смешивания и хорошую подготовку к распылению, необходимую для низких выбросов ТЧ и УВ. Для выработки энергии, необходимой для впрыска топлива примерно за 1 миллисекунду, обычный распределительный насос должен обеспечивать почти 1 кВт гидравлической мощности за четыре (в 4-цилиндровом двигателе) 1 мс скачков за один оборот насоса, что создает значительную нагрузку на приводной вал [922] .Одна из причин тенденции к использованию систем Common Rail заключалась в том, чтобы минимизировать требования к максимальному крутящему моменту насоса. В то время как требования к мощности и среднему крутящему моменту для насоса Common Rail были одинаковыми, подача топлива под высоким давлением осуществляется в аккумулятор, и, таким образом, пиковый расход (и максимальный крутящий момент, необходимый для привода насоса) не обязательно должен совпадать с событие впрыска, как в случае с распределительным насосом. Нагнетательный поток насоса может быть распределен на более длительную часть цикла двигателя, чтобы поддерживать более равномерный крутящий момент насоса.
  Share :

  Leave a Reply Cancel Reply

  Your email address will not be published.Required fields are marked *

  Comment

  Name*

  Email*

  Website