Система впрыска инжекторного двигателя: Системы впрыска бензиновых двигателей

Содержание

Принцип работы инжектора для начинающих

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (катализаторы). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали — http://avtopub.com/proverka-kislorodnogo-datchika-lyambda-zonda-svoimi-silami/) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления, которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены

системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

  • Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
  • Датчик (-и) кислорода (лямбда-зонд). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
  • Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости.
    Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
  • Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
  • Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
  • Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.

Существует два основных типа управления

многоточечными системами впрыска: топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной экономичности.

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения

длительности импульса топливной форсунки. В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

Частота вращения двигателя

Нагрузка

1 2 3 4 5
1,000 1 2 3 4 5
2,000 2 4 6 8 10
3,000 3 6 9 12 15
4,000 4 8 12 16 20

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

A Фактор A B Фактор B
0 1.2 0 1.0
25 1.1 1 1.0
50 1.0 2 1.0
75 0.9 3 1.0
100 0.8 4 0.75

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B)

, общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте по ссылке). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

Система подачи топлива. Инжекторные системы, описание и принцип работы. Датчики на инжекторный двигатель. Разберем на примере ВАЗ

Использование устройств с подобным алгоритмом действия поначалу коснулся авиастроительного производства. Ужесточение экологических норм привело к тому, что многие производители автомобилей отказались от применения карбюраторных двигателей, дальнейшее усовершенствование которых не приводило к желаемому результату.

Управление системой впрыскивания топлива проводится автоматизированной системой или бортовым компьютером. Проводится проверка состояния воздушно-топливной смеси и при ее соответствии происходит последовательный впуск топлива непосредственно во впускной клапан. Так обеспечивается более точный расход, а также быстрое сгорание топлива.

Устройство инжекторного двигателя можно охарактеризовать выполнением следующей последовательности:

  1. Нажатие на педаль газа открывает дроссельную заслонку. Это обеспечивает поступление воздуха в двигатель.
  2. Компьютер анализирует объем поступающего воздуха (в зависимости от усилия нажатия педали), после чего дает команду для подачи оптимального объема топлива.
  3. Специальный датчик контролирует количество поступающего в двигатель кислорода и его соответствие объему топлива.
  4. Топливный нанос перекачивает необходимый объем, после чего происходит его впрыск под давлением. В результате образуется мелкодисперсный туман, который быстро сгорает, приводя в движение механизмы вращения движущихся частей мотора.

Даже упрощенная схема показывает, насколько сложным является процесс движения автомобиля. Работа двигателя инжектора представляет собой замкнутую систему, в которой значение имеет каждая деталь. При выходе из строя любой составляющей, сигнал об этом поступает на электронную систему, после чего компьютер сам принимает решение о возможность дальнейшего движения. Это одновременно является достоинством и недостатком такого механизма, ведь при измененных условиях труда раскачать «вручную» систему не получиться, придется обращаться за квалифицированной помощью.

В чём особенности устройства?

Как показывает приведенная информация, главным отличием от более старых карбюраторных моделей является автоматическая подача топлива. Это ключевой момент, определяющий преимущества использования инжекторного устройства. Кроме того, существует еще несколько пунктов, которые выгодно отличают разницу между инжектором и карбюратором.

Ключевые отличия:

  • За счет того, что в карбюраторном двигателе создается определенный уровень давления, позволяющий засасывать воздушно-топливную смесь, а в инжекторе она подается автоматически, экономится мощность отдачи. Это позволяет в целом увеличить производительность авто на 10%. Показатель небольшой, но при длительной эксплуатации это существенная экономия топлива.
  • Быстрое реагирование на изменение условий движения. В инжекторе практически моментально происходит увеличение или уменьшение подачи топлива. Это позволяет маневрировать на дороге гораздо быстрей.
  • Система впрыскивания топлива обеспечивают легкий запуск двигателя.
  • Инжекторное устройство менее чувствительно к измененным погодным условиям. Расход топлива будет экономиться за счет того, что не требуется длительный прогрев двигателя.
  • Также такие устройства соответствуют более строгим современным экологическим стандартам. Уровень вредных выбросов, как правило, ниже на 50-70%, что в современном мире просто необходимо.

Среди главных недостатков — полная зависимость системы от исправности всех элементов. Инжектор снабжен несколькими датчиками, которые анализируют параметры топлива и условия эксплуатации. При выходе электроники из строя может понадобиться дорогостоящий ремонт.

Также при эксплуатации авто с инжекторным двигателем необходимо тщательней следить за состоянием используемого топлива. Форсунки, обеспечивающие подачу и распыление воздушно-топливной смеси, часто забиваются при использовании некачественного бензина. Вместе с тем, этот критерий очень сложно контролировать, особенно при длительной поездке, когда приходится заправляться на непроверенных точках. К недостаткам также можно отнести дорогостоящий ремонт в случае поломок. Самостоятельная починка электронной части на практике оказывается неудачным решением и может привести к необходимости восстановления системы, а это стоит немало.

Главным центром управления инжектора является ЭБУ — электронный блок управления. В его задачи входит непосредственный контроль над работой всех систем, расходом и подачей топлива, а также сигнализирование о возможных неполадках в работе автомобиля. Отчеты о возможных сбоях в системе и алгоритм правильной работы храниться в специальных ячейках памяти,

В зависимости от модели, обычно есть три типа памяти устройства:

  1. ППЗУ требует однократного программирования, после чего сохраняются все алгоритмы действия для управления системой. Чип хранится на плате блока, при необходимости подлежит замене. Информация не подлежит удалению при сбоях сети, корректированию не поддается.
  2. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Относится к временному хранилищу файлов. Также служит местом для расчета и анализа полученной информации. Располагается ОЗУ на печатной плате блока, при сбоях в сети информация стирается.
  3. ЭПЗУ представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство. В основном используется для хранения информации для противоугонной системы (коды и пароли владельца). При нарушении ввода данных, двигатель не заведется. Такое хранилище не зависит от данных сети, информация сохраниться при любых ситуациях.

Заслонка, позволяющая контролировать впрыск топлива в систему, называется форсункой. Используется два типа системы подачи топлива. Моновпрыск сейчас практически не используется. При таком расположении форсунки топливо подается вне зависимости от открытия впускного клапана двигателя. К тому же, такое управление мало контролируется электроникой. Второй вид — распределительный впрыск представлен более совершенной системой. Благодаря нескольким форсункам, расположенным непосредственно вблизи каждого цилиндра, происходит направленный доступ горючего. Такая система четко регламентирует подачу топлива, а также увеличивает производительность двигателя. Тип управления инжектором также определяется ЭБУ и может быть точечным и последовательным.

Каталитический нейтрализатор

Этот элемент системы инжекторного двигателя предназначен для контроля выхлопов авто. Для его работы необходим датчик содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда-зонд). При превышении допустимых значений проводится корректировка впрыска топлива, а также проводится процесс рециркуляции отработанных газов. Кроме того, в системе предусмотрены специальные катализаторы, уменьшающие содержание вредных примесей после сжигания топлива.

Датчики

Сложная система электронного управления подразумевает проверку и регулировку нескольких датчиков. При выходе из строя хотя бы одного элемента, ЭБУ выдает ошибку.

Основные датчики инжекторного двигателя:

  • ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Обеспечивает информацию о массе воздуха, поступающего в двигатель.
  • Лямбда-зонд (датчик кислорода). Определяет содержание кислорода в воздушно-топливной смеси. При помощи такой информации ЭБУ может выявить изменения топливной смеси и откорректировать ее значения.
  • Датчик дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, согласно которому блок управления может реагировать, увеличивая или сокращая подачу топлива по мере необходимости.
  • Датчик напряжения. Контролирует напряжение бортовой сети машины. Показания датчика при необходимости заставляют блок управления увеличить число оборотов холостого хода, если напряжение понижено (чаще всего при высоких электрических нагрузках).
  • Датчик контроля температуры охлаждающей жидкости. Дает сигнал о прогреве двигателя, после чего ЭБУ запускает работу других систем.
  • Датчик абсолютного давления. Следит за показателем давления во впускном коллекторе. От количества воздуха, которое поступает в двигатель, меняется потребление топливной смеси. Также этот показатель используется при определении производительности авто.
  • Датчик вращения коленвала. Скорость вращения коленчатого вала – один из определяющих факторов, которые влияют на расчет необходимой длительности импульса.

Преимущества инжектора уже оценили многие автолюбители. Снижается расход топлива, повышается производительность автомобиля, а также облегчается процесс его управления. Работа инжекторного двигателя обеспечивается непосредственным впрыском топлива в систему, на основании проанализированных данных о параметрах топливной смеси и режиме эксплуатации двигателя. Как работает инжекторный двигатель, его преимущества и недостатки по сравнению с карбюраторным устройством рассмотрены в нашей статье.

Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Как «железный конь пришел на смену деревенской лошадке», также и инжекторная система впрыска топлива, пришла на смену карбюраторам в автомобилях.

О преимуществах и недостатках систем подачи топлива, пусть спорят специалисты, а задача владельца автомобиля иметь представление о том, что такое инжектор, как устроен инжектор автомобиля.

И не обязательно устройство и принцип работы инжектора вам понадобится для того, чтобы ремонтировать его своими руками. Но, знать о том, как работает и из чего состоит инжектор автомобиля, нужно. Хотя бы для того, чтобы недобросовестные мастера автосервисов не пытались «нагреть» руки на вашем незнании своего авто.

Инжектор, как революция в автомобилестроении

Что такое инжектор автомобиля? Инжектором (лат. injicio, фр. Injecteur, англ. Injector – выбрасываю) – называется форсунка, как распылитель газа или жидкости (топлива) в двигателях, либо часть инжекторной системы подачи (впрыска) топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Годом рождения инжекторной системы впрыска считается 1951, когда компания Bosch оснастила ею 2-х тактный двигатель купе Goliath 700 Sport. Затем, в 1954 году, эстафету подхватил Mercedes-Benz 300 SL.

Массовое, серийное внедрение инжекторных систем впрыска топлива началось в конце 70-х годов прошлого века. Работа инжектора, по своим эксплуатационным характеристикам, во многом превосходила работу карбюраторной подачи топлива.

Как результат: первое десятилетие 21 века практически завершило вытеснение карбюраторов. Современные авто снабжаются в основном системами распределенного и прямого электронного впрыска.

Принцип работы инжектора в системе подачи топлива

Fuel Injection System (система впрыска топлива) осуществляет подачу топлива посредством прямого впрыска при помощи форсунки (инжектора) в цилиндр двигателя либо во впускной коллектор. Соответственно, автомобили, оснащенные такой системой, носят название инжекторные.

Классификация инжекторного впрыска зависит от того, какой принцип действия инжектора, а также по месту установки и количеству инжекторов.

Центральный впрыск топлива (моновпрыск) осуществляет впрыск посредством одной форсунки на все цилиндры двигателя. Инжектор, как правило, располагается на впускном коллекторе (на месте карбюратора). Система моновпрыска на сегодняшнее время не пользуется популярностью у автомобилестроителей.

Основная масса современных серийных автомобилей, снабжена системой распределенного впрыска топлива. То есть, отдельная форсунка отвечает за свой цилиндр.

Система распределенного впрыска топлива, классифицируется по типам:

  • одновременный – все форсунки системы подают топливо одновременно во все цилиндры,
  • попарно-параллельный – тип впрыска, когда происходит парное открытие форсунок: одна открывается перед циклом впуска, другая, перед циклом выпуска. Характерно то, что попарно-параллельный принцип открытия форсунок применяется в период запуска двигателя, либо в аварийном режиме неисправности датчика положения распредвала. А во время движения, используется так называемый фазированный впрыск топлива,
  • фазированный — тип впрыска, когда каждый инжектор открывается перед тактом впуска,
  • прямой – тип впрыска, происходящий непосредственно в камеру сгорания.

Принцип работы инжектора основывается на использовании сигналов микроконтроллера, который в свою очередь получает данные от датчиков.

Схема работы инжектора

Если не влазить в дебри «электронного мозга» нашего автомобиля, то схема работы инжектора выглядит следующим образом. На многочисленные датчики поступает информация о: вращении коленвала, о расходе воздуха, о том, какая температура охлаждающей жидкости двигателя, о дроссельной заслонке, о детонации в двигателе, о расходе топлива, о скоростном режиме, о напряжении бортовой сети авто и так далее.

Контроллер, получая данную информацию о параметрах автомобиля, производит управление системами и приборами, в частности: подачей топлива, системой зажигания, регулятором холостого хода, системой диагностики и так далее. Изменение рабочих параметров инжекторной системы впрыска меняется систематически, исходя из полученных данных.

Инжектор включает в себя такие исполнительные элементы, как:

  • бензонасос (электрический),
  • ЭБУ (контроллер),
  • регулятор давления,
  • датчики,
  • форсунка (инжектор).

Соответственно, схема инжектора: электробензонасос подает топливо, регулятор давления поддерживает разницу давления в инжекторах (форсунках) и воздухом впускного коллектора. Контроллер, обрабатывает информацию от датчиков: температуры, детонации, распредвала и коленвала, и управляет системами зажигания, подачи топлива и так далее.

Всем хороша инжекторная система впрыска топлива, но и она не обошлась без своих особенностей. Приверженцы карбюраторов, называют их недостатками. Особенностями инжектора смело можно назвать: достаточно высокая стоимость узлов инжектора, низкая ремонтопригодность, высокие требования к качеству и составу топлива, необходимость специального оборудования для диагностики, и высокая стоимость ремонтных работ.

Теперь, перейдем от рассказа о том, как работает и выглядит инжектор к наглядному пособию. Вы увидите на видео, принцип работы инжектора, и вам сразу же станет понятно всё, о чем написано выше.

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

  • положения коленвала;
  • массового расхода воздуха;
  • положения дроссельной заслонки;
  • детонации;
  • температуры ОЖ;
  • давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

  • электрический топливный насос;
  • топливные магистрали;
  • фильтр;
  • регулятор давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

  1. С одноточечным впрыском. Такая система является устаревшей и на автомобилях уже не используется. Суть ее в том, что форсунка только одна, установленная во впускном коллекторе. Такая конструкция не обеспечивала равномерного распределения топлива по цилиндрам, поэтому ее работа была сходной с карбюраторной системой.
  2. Многоточечный впрыск. На современных авто используется именно этот тип. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка, поэтому такая система отличается высокой точностью дозировки. Устанавливаться форсунки могут как во впускной коллектор, так и в сам цилиндр (инжекторная ).

На многоточечной инжекторной системе подачи топлива может использовать несколько типов впрыска:

  1. Одновременный. В этом типе импульс от ЭБУ поступает сразу на все форсунки, и они открываются вместе. Сейчас такой впрыск не используется.
  2. Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами. Интересно, что только одна из них подает топливо непосредственно в такте впуска, у второй же такт не совпадает. Но поскольку двигатель – 4-тактный, с клапанной системой газораспределения, то несовпадение впрыска по такту на работоспособность мотора влияния не оказывает.
  3. Фазированный. В этом типе ЭБУ подает сигналы на открытие для каждой форсунки отдельно, поэтому впрыск происходит с совпадением по такту.

Примечательно, что современная инжекторная система подачи топлива может использовать несколько типов впрыска. Так, в обычном режиме используется фазированный впрыск, но в случае перехода на аварийное функционирование (к примеру, один из датчиков отказал), инжекторный двигатель переходит на парный впрыск.

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело. Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава. То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

На разных режимах обратная связь работает так:

  • Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
  • Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
  • Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
  • Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
  • Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
  • Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Напоследок отметим, что инжектор хоть и конструктивно сложная система и включает множество элементов, поломка которых сразу же сказывается на функционировании силовой установки, но она обеспечивает более рациональный расход бензина, а также повышает экологичность автомобиля. Поэтому альтернативы этой системе питания пока нет.

Autoleek 2186 Просмотров

Каждый автолюбитель в курсе, что у машины может быт как инжекторный двигатель, так и карбюраторный. Только не все знают, что каждый из них представляет из себя. Поэтому следует как можно лучше разобраться в этом вопросе. Для начала отметим, что функция выполняется одна и та же. Формируется горючая смесь, которая подается в двигатель. Только между их работой есть большое отличие. Рассмотрим какое.

Принцип работы инжекторного типа двигателя

Если сказать конкретно, то под карбюратором понимается устройство, которое создает смесь из воздуха и топлива, также оно в состоянии регулировать расход полученной смеси. Принцип работы заключается в том, чтобы засасывать ее в мотор. Это возможно благодаря тому, что и атмосфера имеют разное давление.

Инжекторный двигатель подразумевает работу электроники. В этой системе контролируется качество смеси без участия человека. Впрыскивается она с помощью форсунок дозированно. После впрыска смесь отправляется в двигатель для сгорания. В настоящее время машины оснащены именно электронной, а не механической системой. Далее рассмотрим, чем отличается один от другого.

Сравнение инжектора и карбюратора

Рассмотрим в чем принцип работы карбюратора. Это устройство способно сформировать смесь, которая состоит из воздуха и топлива. Смесь богата на горючие, легковоспламеняющиеся вещества. Она нужна, чтобы мотором могла осуществляться требуемая работа. Сколько бы оборотов не совершала двигательная система, он поглощает одно и то же по объему количество смеси.

По расходам карбюратор потребляет очень много топлива. В то же время сильно загрязняется воздух.

Теперь рассмотрим, каков принцип . Все устройство работает так, что в мотор отправляется бедная смесь из воздуха и топлива, которая должна быть точно дозирована. У современных автомобилей это происходит под влиянием блока управления. Так как дозируется топливо по граммам (порциям), то и расход его значительно мал. К тому же, токсичность выхлопных газов практически на нуле при выходе из выхлопной трубы. Получается, что двигатель внутреннего сгорания, практически не загрязняет воздух.

Инжектор может увеличить мощность мотора до десяти процентов, также клапанный блок устроен так, что улучшается. Принцип действия, который допускает устройство внутреннего сгорания, состоит в том, что инжектор образует смесь из воздуха и горючего, причем для него важно такое топливо, которое отличается качеством, иначе автомобилем управлять невозможно.

Также еще хочется отметить, что в отличие от карбюратора, который зимой замерзает, а летом перегревается, на инжектор не влияет температурный режим внешней среды.

Если говорить о том, насколько надежен карбюратор, то его принцип работы очень прост. Устройство так сделано, что после сгорания топлива, через выхлопную трубу выходит воздух, который сильно загрязнен. Но зато его не нужно регулярно обслуживать и производить ремонтные работы при эксплуатации. Только важно, чтобы не испортить устройство, использовать фильтр для топлива и только качественную марку.

Клапанный блок при этом отличается своей надежностью. Если мы говорим о карбюраторе, то на самом деле это устройство ломается очень часто, так как трудно найти качественное топливо. Правда, отремонтировать его очень просто. Любой автолюбитель это сделает своими руками. К тому же несложно найти запасные части, да и стоят они недорого.

Если же говорить об инжекторе, то его клапанный блок более надежен, когда его эксплуатируют. Но если что-то сломается, то починить сложнее, да и диагностировать поломку самостоятельно не удастся. Требуется особое оборудование. К тому же все дополнительные элементы для сгорания топлива, которые обосновывают принцип работы инжектора, стоят дорого.

Отличия между инжектором и карбюратором.

  1. Если мы говорим о карбюраторе, то смесь поступает в мотор сразу, а при работе инжектора в цилиндр отправляется смесь после впрыска из форсунок.
  2. Когда речь идет о карбюраторе, то обычно всегда подразумевается нестабильное его использование, тогда как благодаря электронике обеспечивается надежность.
  3. Карбюратором в холода пользоваться опасно, он замерзает, когда очень холодно, тогда как для инжектора погода не помеха.
  4. Карбюратор обеспечивает выбросы в атмосферу грязные, тогда как электроника более чистые.
  5. Благодаря электронной системе проще набрать обороты, если сравнивать с карбюратором.
  6. Если применяется инжектор, то обычно экономится до сорока процентов горючего.
  7. Хотя карбюратор ломается чаще, чем электроника, но отремонтировать второй очень дорого, по сравнению с первым.
  8. Также можно отметить еще одно отличие, которое состоит в том, что хотя каждый элемент привередлив к тому, каким качеством обладает топливо, электронная система также подвержена поломкам от некачественного горючего.

Рассмотрим инжектор двигателя (его устройство и принцип работы) взяв в качестве примера электронную систему распределенного впрыска.

Впрысковые инжекторные двигатели , которые производятся в настоящее время, оснащаются индивидуальными форсунками для каждого цилиндра. Форсунки соединены с топливной рампой, в которой под давлением находится топливо, подаваемое электрическим бензонасосом. В зависимости от времени в течении которого форсунки находятся в открытом положении, меняется количество впрыскиваемого топлива. Электронный блок управления (так называемые контроллер) регулирует открытие форсунок, основываясь на информации, полученной от различных датчиков.

Датчик массового расхода воздуха необходим для расчета циклового наполнения цилиндров. С помощью этого датчика происходит измерение массового расхода воздуха. Затем полученная информация пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. В случае поломки датчика его показания системой не учитываются, и расчет производится по аварийным таблицам.

Датчик положения дроссельной заслонки рассчитывает фактор нагрузки на двигатель инжектор, а также его изменения в зависимости от оборотов двигателя, угла открытия дроссельной заслонки и циклового наполнения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости необходим для определения коррекции топливоподачи и зажигания в зависимости от температуры, а также для управления вентилятором. В случае неисправности данного датчика его показания системой не учитываются, а показания температуры берутся в соответствии с таблицей в зависимости от времени работы двигателя инжектора.

Датчик определения положения коленчатого вала выполняет общую синхронизацию системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ является полярным датчиком. Если датчик включен не правильно, то инжекторный двигатель не будет заводится. В случае поломки датчика система не будет работать. Датчик определения положения коленчатого вала является единственным датчиком в системе , в случае поломки которого автомобиль не тронется с места. Неполадки в работе остальных датчиков не являются критическими и без них возможно своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик кислорода определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. Датчик посылает информацию в электронный блок управления для дельнейшей коррекции количества подаваемого топлива. Этот датчик используется исключительно в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3. Причем для Евро-3 применяются два датчика кислорода, один устанавливается до катализатора, а второй после него.

Датчик детонации необходим для контроля за возможной детонацией. В случае обнаружения возможной угрозы детонации ЭБУ запускает алгоритм гашения детонации, при этом система корректирует угол опережения зажигания.

Существует еще ряд различных датчиков, которые необходимы для нормальной работы системы. Для различных моделей автомобилей подбирается определенная комбинация датчиков в зависимости от норм токсичности, системы впрыска и так далее.

Программа ЭБУ на основании произведенных опросов установленных датчиков в программе, осуществляет управление различными исполнительными механизмами. К ним относятся: модуль зажигания, бензонасос, форсунки, регулятор холостого хода, вентилятор системы охлаждения, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина и прочие, в зависимости от модели автомобиля.

Если о большинстве названных устройств имеется хотя бы малейшее представление, то об адсорбере не специалист редко слышал. Адсорбер — элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Согласно нормам Евро-2, контакт вентиляции бензобака с атмосферой запрещен, а бензиновые пары должны адсорбироваться (то есть собираться) и в процессе продувки направляться в цилиндры для дальнейшего дожига. При выключенном двигателе бензиновые пары из бака и впускного коллектора попадают в адсорбер, где они поглощаются. Во время запуска двигателя, по команде ЭБУ, адсорбер начинает продуваться потоком воздуха, который всасывается двигателем. Под действием воздушного потока, пары увлекаются в камеру сгорания и там дожигаются.

Виды инжекторных двигателей.

Системы впрыска зависят от места подачи топлива и количества форсунок. Они бывают трех типов:

  • одноточечная (моновпрыск). Одна форсунка устанавливается на впускной коллектор на все цилиндры.
  • многоточечный (распределенный). При таком типе двигателя, каждый цилиндр оснащается своей форсункой, подающей топливо в коллектор)
  • непосредственный. В этом случае топливо подается непосредственно в цилиндры с помощью форсунок. Примером могут служить дизельные инжекторные двигатели .

Системы впрыска инжекторных двигателей.

Моновпрыск является самым простым видом. В нем небольшое количество управляющей электроники. Недостатком является его небольшая эффективность, поскольку управляющая электроника позволяет контролировать поступающую информацию с датчиков и, в случае необходимости, влиять на параметры впрыска. Достоинством одноточечного прыска является тот факт, что под него можно легко адаптировать карбюраторные двигатели обойдясь практически без существенных переделок конструкции или технологических изменений при производстве. Также монопрыск обладает по сравнению с карбюратором позволяет сэкономить топливо, является более экологически чистотым и является относительно стабильным и надежным по своим параметрам. Однако одноточечный впрыск уступает приёмистости инжекторного двигателя . Кроме того, в результате работы моновпрыска около 30% бензина остается в качестве осадка на стенках коллектора.

Безусловно, система моновпрыска является большим прорывом в сравнении с карбюраторной системой питания, однако в настоящее время уже не в состоянии удовлетворять современные требования.

Многоточечный впрыск является более совершенной системой подачи топлива, при которой оно подается отдельно к каждому цилиндру. Данная система подачи топлива значительно мощнее, экономичнее, но при этом и сложнее. Многоточечный впрыск позволяет увеличить мощность инжекторного двигателя примерно на 7-10 процентов. Основными достоинствами распределенного впрыска можно считать:

  • можно автоматически настроить подачу топлива при различных оборотах и в результате, улучшить наполнение цилиндров. Как следствие, это позволит при одинаковой мощности автомобиля разогнаться быстрее.
  • поскольку впрыск топлива происходит в непосредственной близости от впускного клапана, значительно уменьшается его количество, которое оседает на стенках впускного коллектора. В результате появляется возможность более точной регулировки подачи топлива.

Является более эффективным средством в оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового инжекторного двигателя . Его работа основывается на простых принципах:

  • топливо тщательнее распыляется, а значит лучше перемешивается с воздухом и более грамотно распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В результате, инжекторный двигатель с непосредственным впрыском потребляет меньший объем топлива, чем обычные «впрысковые» моторы. Это становится особенно заметно при спокойной езде на небольшой скорости;
  • при равных рабочих объемах двигателей, позволяет разгоняться значительно быстрее;
  • является более экологичным;
  • в результате большей степени сжатия и одновременного эффекта охлаждения воздуха при испарении топлива в цилиндрах, гарантируется более высокая литровая мощность.

Необходимо учитывать, что данный вид инжекторного двигателя требует качественный бензин с низким уровнем содержания серы и прочих механических примесей. Это является обязательным условием для обеспечения нормальной работы топливной системы.

Методическая разработка урока на тему «Система питания инжекторных двигателей»

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МОРСКОЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка урока

 

по МДК 01.01 «Устройство автомобилей»

 

Специальность 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт

автомобильного транспорта

 

Тема: «Система питания инжекторных двигателей»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал: Минаев Николай Александрович, преподаватель

 

 

 

Севастополь

2019

Методическую разработку урока по теме «Система питания инжекторных двигателей» по МДК 01.01 «Устройство автомобилей» составил Минаев Н.А., преподаватель Морского колледжа ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет».

Севастополь, 2019, 13 с.

 


 

Содержание

 

Введение. 4

План урока. 6

Ход урока. 7

Библиографический список. 133

 

 

 


 

 

Методическая разработка урока по теме: «Система питания инжекторных двигателей» предназначена для преподавателей МДК 01.01 «Устройство автомобилей» образовательных организаций системы СПО, работающих в группах с обучением по специальности 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.

Формы и методы занятия, представленные в методической разработке, способствуют активизации студентов на уроке. Урок проводится с использованием средств ИКТ.

Совместная деятельность преподавателя и студентов направлена на усвоение студентами избранных преподавателем элементов учебного материала. В ходе обучения преподаватель нацеливает, информирует, корректирует и оценивает деятельность студентов, а студенты овладевают содержанием, видами деятельности, отражёнными в программах обучения. Участие преподавателя делает процесс обучения управляемым, позволяющим усваивать необходимые студентам знания, а также прививает способность к рациональному мышлению и применению полученных знаний в последующей профессиональной деятельности.

Использование активных методов обучения способствует более глубокому освоению материала, пробуждает интерес к овладению специальностью.

 


 

Урок № 51

 

 

Группа:  АС-1/2

 

Тема программы: Система питания бензиновых двигателей

Тема урока: Система питания инжекторных двигателей

Тип урока: Урок усвоения новых знаний

 

Обучающая цель урока: сформировать у студентов знания по устройству основных типов инжекторных систем питания автомобильных двигателей

Воспитательная цель урока: воспитать стремление к успешной профессиональной деятельности

Развивающая цель урока: способствовать формированию технического мышления при изучении инжекторных систем питания

 

Межпредметные связи:

Производственное обучение, тема «Диагностирование, ремонт и обслуживание системы питания»

Материаловедение, тема «Металлы и сплавы»

Материаловедение, тема «Химико-термическая обработка металлов и сплавов»

 

 

Материально-техническое обеспечение урока:

1.   план-конспект урока

2.   компьютер

3.   телевизор

4.   презентация по теме «Система питания инжекторных двигателей»

 


 

 

Структура урока

Время

Деятельность

 преподавателя

Деятельность

учащихся

Организационная часть урока 

2 мин.

Слушает доклад старосты. Проверяет наличие конспектов, ручек и других принадлежностей у учащихся

Доклад старосты о готовности группы к уроку

Актуализация опорных знаний

5 мин.

Устный опрос по пройденному материалу

Отвечают на вопросы

Мотивация учебной деятельности

2 мин.

Сообщает информацию, подготавливающую учащихся к восприятию новой темы

Слушают

Сообщение темы, целей и задач урока

1 мин.

Говорит о целях и задачах урока

Записывают дату, номер урока, тему: «Система питания инжекторных двигателей»

Восприятие и первичное осознание учащимися нового материала

25 мин.

Рассказ нового материала согласно плану:

1.     Недостатки карбюратора

2.     Виды инжекторных систем питания

3.     Устройство и работа распределённого впрыска

Слушают. Записывают в конспект основные понятия, зарисовывают схемы

Осмысление, обобщение и систематизация знаний

5 мин.

Задаёт вопросы по пройденному материалу

Отвечают на вопросы

Подведение итогов урока

3 мин.

Комментирует работу учащихся на уроке

Слушают

Сообщение домашнего задания 

2 мин.

Сообщает домашнее задание

Слушают, записывают домашнее задание


 

 

1. Организационная часть урока 

Преподаватель слушает доклад старосты. Проверяет наличие конспектов, ручек и других принадлежностей у учащихся

 

2. Актуализация опорных знаний

Преподаватель проводит устный опрос по пройденному материалу.

 

Вопрос: На каком принципе основана работа карбюратора?

Ответ: Карбюратор работает на принципе распыления или пульверизации

Вопрос: Какие основные части карбюратора?

Ответ: Смесительная камера, поплавковая камера, поплавок и игольчатым клапаном, распылитель с жиклёром, диффузор, воздушная заслонка, клапан системы пуска, система холостого хода, экономайзер, ускорительный насос

Вопрос: Как происходит работа карбюратора?

Ответ: На такте впуска, когда поршни движутся вниз, они втягивают воздух. Воздух, проходя через диффузор, сильно ускоряется и образует разряжение. Это разряжение вытягивает топливо из поплавковой камеры, топливо смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Смесь движется дальше через впускной коллектор в цилиндры двигателя. Чем больше открытие заслонок, тем больше поток воздуха через диффузор и богаче горючая смесь.

Вопрос: Какой основной недостаток простейшего карбюратора?

Ответ: Невозможность образования горючей смеси нужного состава в зависимости от нагрузки на двигатель

Вопрос: Какие устройства предусмотрены в карбюраторе для образования нужного состава горючей смеси в зависимости от режима работы?

Ответ: Система пуска, Система холостого хода, Главная дозирующая система, Экономайзер, Ускорительный насос

Вопрос: Как работает экономайзер?

Ответ: При открытии дроссельной заслонки больше чес на половину, открывается клапан экономайзера и дополнительное топливо поступает в распылитель главной дозирующей системы

Вопрос: Как работает ускорительный насос?

Ответ: При резком открытии дроссельной заслонки поршень ускорительного насоса впрыскивает дополнительное топливо в смесительную камеру

Вопрос: Почему ускорительный насос срабатывает только при резком открытии дросселя?

Ответ: Потому что в нём есть специальный клапан, который открыт и при плавном нажатии топливо вытекает обратно в поплавковую камеру. При резком нажатии этот клапан закрывается и топливо идёт в смесительную камеру.

3. Мотивация учебной деятельности

Преподаватель сообщает информацию, подготавливающую учащихся к восприятию новой темы:

«На предыдущих уроках мы с вами изучили сложный механизм под названием Карбюратор. Механизм являлся длительное время основным прибором для образования топливовоздушной смеси. Но в современных автомобилях он уже не применяется. Этот сложный механический прибор со множеством деталей, заслонок, рычажков, тоненьких трубочек, жиклёров и пр. ушёл в прошлое. Его место уже пару десятков лет назад полностью на всех выпускаемых автомобилях заменил инжектор.

Инжектором называется форсунка, которая впрыскивает топливо в цилиндры двигателя, подобно тому, как иголка впрыскивает лекарство в тело человека. Годом рождения инжекторной системы впрыска считается 1951 (компания Bosch). Затем, в 1954 году, эстафету подхватил Mercedes.

Массовое, серийное внедрение инжекторных систем впрыска топлива началось в конце 70-х годов прошлого века. Работа инжектора, по своим эксплуатационным характеристикам, во многом превосходила работу карбюраторной подачи топлива».

 

4. Сообщение темы, целей и задач урока

Преподаватель: «Запишите число, номер и тему урока»

 

5. Восприятие и первичное осознание учащимися нового материала

Преподаватель рассказывает новый материал.

 

Недостатки карбюратора

 

Преподаватель (выводит на экран второй слайд презентации): «К недостаткам карбюратора можно отнести следующие: Сложность конструкции карбюратора, Плохое качество топливовоздушной смеси, Неравномерность распределения топливовоздушной смеси по цилиндрам, Неполное сгорание топлива в цилиндрах, Неполная отдача мощности, Плохая экологичность».

 

Запишите: недостатки карбюратора.

 

Преподаватель: «Как видим, недостатков очень много. Выделить из этого что-либо более или менее важное затруднительно, т.к. всё перечисленное актуально и важно. Во-первых, карбюратор очень сложный прибор. В этом вы убедились изучая его на предыдущих наших занятиях. Инжектор в этом отношении значительно проще и вы сами это увидите. Во-вторых, распылитель и жиклёры не способны нормально распылить топливо, капли топлива остаются относительно крупными. Это не позволяет качественно перемешаться с воздухом и качественно сгореть. Отсюда следует невозможность полностью выжать всю возможную мощность. Далее, карбюратор стоит по центру двигателя, топливовоздушная смесь движется по впускному трубопроводу неравномерно к ближним и дальним цилиндрам. Это может вызвать неравномерность распределения состава горючей смеси по цилиндрам, что тоже влияет на мощность двигателя. В числе прочего мы как следствие первых недостатков помимо снижения мощности написали плохую эклолгичность выхлопа. В настоящее время всё большее значение приобретает забота об экологии, а автомобильный транспорт является одним из самых массовых загрязнителей окружающей среды. Чтобы совсем не загрязнить нашу планету, вводятся нормы токсичности выхлопа, с каждым годом всё жёстче. Основную роль в обеспечении эколгичности выхлопа играет выпускная система, о ней мы поговорим на следующих наших занятиях, но без современных топливных систем добиться нужной экологичности невозможно».

 

Виды инжекторных систем питания

 

Преподаватель (выводит на экран третий слайд презентации): «Системы впрыска топлива в зависимости от количества инжекторов и мест подачи топлива подразделяются на такие виды:

Одноточечные (моновпрыск) – во впускном коллекторе предусмотрено всего один инжектор на все цилиндры.

Многоточечные (распределённые) – у каждого отдельного цилиндра присутствует индивидуальный инжектор, осуществляющий подачу топлива коллектору.

Непосредственные (прямого впрыска) – подача топлива осуществляется прямо в цилиндры при помощи инжекторов. Системы непосредственного впрыска дают самый лучший результат работы двигателя

Также в последнее время начинают внедряться комбинированные инжекторные системы питания, т.к. даже у самых современных и высокотехнологичных систем непосредственного впрыска существуют недостатки».

 

Запишите: виды инжекторных систем питания.

 

Устройство и работа распределённого впрыска топлива

 

Преподаватель (выводит на экран четвёртый слайд презентации):

«Топливная система обеспечивает подачу бензина к распределительной магистрали, от которой оно поступает к форсункам впрыска.

Электронный блок управления определяет необходимое количество топлива для работы двигателя и подает импульс определенной продолжительности на электромагнитный клапан форсунки впрыска. Форсунка производит впрыск заданного количества топлива в определенное время. При соединении топлива с воздухом образуется топливно-воздушная смесь, которая при открытии впускных клапанов поступает в камеры сгорания двигателя.

При пуске двигателя, его прогреве, а также во время работы под максимальной нагрузкой система обеспечивает образование обогащенной топливно-воздушной смеси. По сигналу датчика положения дроссельной заслонки система распознает указанные режимы и обеспечивает впрыск большего объема топлива».

 

Зарисуйте: схему распределённого впрыска

 

Преподаватель (выводит на экран пятый слайд презентации): «Здесь на слайде представлен пример элементов системы распределённого впрыска. Мы видим топливную магистраль, форсунки, топливный насос и клапан регулирования давления топлива.

Далее мы рассмотрим принцип работы распределённого впрыска».

 

Преподаватель (выводит на экран шестой слайд презентации): «Здесь на слайде мы видим схему распределённого впрыска. Мы видим топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, регулятор давления топлива, форсунку, и электронный блок управления.

Теперь мы просмотрим обучающее видео по принципу работы распределённого впрыска топлива».

 

Студенты смотрят обучающее видео

 

Преподаватель (возвращает презентацию на шестой слайд): «Запишите принцип работы:

Бензонасос создаёт давление и топливо, под этим давлением, подаётся в топливную магистраль и форсунки. Форсунки открываются и топливо попадает во впускной коллектор. Чем дольше форсунка находится в открытом состоянии, тем большее количество топлива впрыскивается в цилиндр и, тем выше будут обороты двигателя.

Длительностью открытия форсунки управляет электронный блок управления. В простонародье его называют «мозги».

 

Преподаватель (выводит на экран седьмой слайд презентации): «Теперь зарисуйте схему расположения форсунки во впускном коллекторе. Подобным образом располагаются форсунки в большинстве двигателей. Данная схема нам будет нужна также для сравнения с другой системой впрыска топлива, которую мы рассмотрим на следующем занятии»

 

Зарисуйте: схему расположения форсунки

 

Преподаватель (выводит на экран восьмой слайд презентации): «Теперь, когда мы с вами изучили инжектор, мы можем записать преимущества впрысковых топливных систем.

К преимуществам относят следующее: Лучшее наполнения цилиндров, Возможность автоматической настройки на разных оборотах, Снижение потерь на оседание во впускном коллекторе.

Всё это в итоге приводит к более полному качественному сгоранию топлива, а, следовательно, к увеличению мощности двигателя и более экологически чистому выхлопу».

 

Запишите: преимущества инжектора

 

6. Осмысление, обобщение и систематизация знаний

 

Преподаватель задаёт вопросы, студенты отвечают.

Вопрос: Почему инжектор лучше карбюратора?

Ответ: Потому что он более простой, обеспечивает лучшее смесеобразование, может выдать больше мощности и обеспечивает лучшую экологичность работы

Вопрос: Почему инжектор может обеспечить большую отдачу мощности, чем карбюратор?

Ответ: потому что в инжекторе топливо распыляется более равномерно, на более мелкие капли, которые лучше смешиваются с воздухом. Благодаря этому топливовоздушная смесь лучше сгорает и может выдать больше мощности. Также на мощность влияет более качественное распределение состава горючей смеси по цилиндрам, большая равномерность, благодаря тому, что форсунки стоят не по центру, а конкретно возле каждого цилиндра

Вопрос: Каким образом происходит регулирование состава горючей смеси?

Ответ: С помощью сигнала от ЭБУ. Чем длиннее сигнал, тем дольше открыта форсунка и тем больше впрыскивается топливо. Соответственно богаче горючая смесь

Вопрос: Как регулируется давление в топливной системе?

Ответ: Давление регулирует регулировочный клапан. При холостых оборотах он открывается и сбрасывает лишнее давление обратно в бак

 

 

7. Подведение итогов урока

Преподаватель комментирует работу студентов, выставляет оценки.

 

8. Сообщение домашнего задания 

Преподаватель сообщает домашнее задание: выучить конспект урока по теме «Система питания инжекторных двигателей».


 

 

1.     Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994

2.     Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей : учеб. пособие / В.М. Виноградов. — М.: КУРС: ИНФРА-М, 2018. — 376 с. — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/961754

3.     Устройство автомобилей. Сборник тестовых заданий: Учебное пособие / В.А. Стуканов. — М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. — 192 с.: ил.; 60×90 1/16. — (Профессиональное образование). (обложка) ISBN 978-5-8199-0457-2 — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/430327

4.     Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994

5.     Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.И. Гладов, А.М. Петренко. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352 с.

6.     Система впрыска Common Rail [Электронный ресурс], — http://systemsauto.ru/feeding/common_rail.html  — статья в интернете

7.     Топливный насос высокого давления [Электронный ресурс], — http://systemsauto.ru/feeding/injection_pump.html — статья в интернете

8.     Форсунка [Электронный ресурс], — http://systemsauto.ru/feeding/injector.html — статья в интернете


 

9.     Скачано с www.znanio.ru

Чем хорош прямой впрыск? (Азбука автомобильной техники)

Возможно, вы читали или слышали, как один из ваших любимых редакторов Car Tech говорил о прямом впрыске бензина и о том, что это одна из «больших технологий», которая помогает поддерживать двигатель внутреннего сгорания, которому почти 200 лет, в 21 веке.В выпуске ABCs of Car Tech за эту неделю я собираюсь объяснить, что такое, черт возьми, прямой впрыск бензина и почему вас должно волновать, будет он в двигателе вашего следующего автомобиля или нет.

Как работал впрыск топлива до прямого впрыска?
Современному бензиновому двигателю внутреннего сгорания (ДВС) для вращения коленчатого вала необходимы три вещи: насыщенный кислородом воздух, топливо и искра, чтобы воздух и топливо взорвались. Воздух всасывается через воздухозаборник, где он измеряется датчиком массового расхода воздуха (MAF) автомобиля, а затем поступает во впускной коллектор, где единственный впускной тракт разделен на четыре-восемь впускных каналов, каждый из которых ведет в один из цилиндрических каналов вашего автомобиля. камеры сгорания.Где-то вдоль линии всасываемый заряд смешивается с топливом, прежде чем свеча зажигания заставляет все это взорваться внутри камеры сгорания. Я уверен, что для большинства из вас это все ICE 101.

Еще в древние времена технологии двигателей карбюраторы и системы одноточечного впрыска топлива смешивали воздух и топливо относительно неточным образом во впускном коллекторе или даже перед ним, добавляя примерно нужное количество топлива для всего ряда цилиндров. По большей части каждая камера сгорания получила то, что ей было нужно.Однако, в зависимости от конструкции впускного коллектора, это приближение может привести к тому, что в цилиндры, расположенные ближе всего к карбюратору или топливной форсунке, будет поступать слишком много топлива (работа на обогащенной смеси), а в самые дальние цилиндры — слишком мало (обеднение). Опытный настройщик карбюратора (или умный компьютер двигателя) мог предотвратить выход из-под контроля, но даже самая лучшая настройка была ограничена конструкцией впускного коллектора.

На этом (не в масштабе) рисунке показано, как одноточечный впрыск может привести к несоответствию количества топлива (зеленый цвет), добавляемого в каждый цилиндр.Антуан Гудвин/CNET

В подавляющем большинстве современных автомобилей используется система многоточечного впрыска топлива (MPFI) (также известная как впрыск через порт). Вот как это работает: вместо того, чтобы использовать одну форсунку, которая распыляет примерно нужное количество топлива, каждый из отдельных впускных каналов имеет свою собственную форсунку (или форсунки), которая добавляет струю аэрозольного топлива во всасываемый воздух из инжектора под давлением. Воздушно-топливная смесь втягивается в открытый порт и в камеру сгорания отступающим поршнем.Затем впускной клапан захлопывается, и в уже загерметизированном цилиндре происходит взрывное сгорание.

Многоточечный впрыск выравнивает подачу топлива, предоставляя каждому цилиндру собственную форсунку. Антуан Гудвин/CNET

По большей части, MPFI просто прекрасен и денди. Это, безусловно, намного эффективнее, чем старые карбюраторные системы и системы SPFI, благодаря своей способности регулировать количество топлива, добавляемого во впуск для каждого отдельного цилиндра, выравнивая ранее бедные и богатые цилиндры на крайних концах коллектора, улучшая выработку мощности, и сокращение потерь топлива.Итак, зачем чинить то, что фактически не сломано?

Как непосредственный впрыск повышает производительность?
Вы, возможно, заметили, что во время перехода от карбюратора к SPFI и MPFI точка, в которой топливо добавляется во впускной коллектор, перемещается от перед дроссельной заслонкой к впускному коллектору и далее к отдельным впускным каналам — все ближе и ближе к камере сгорания. Прямой впрыск выводит эту эволюцию на новый уровень, размещая форсунку внутри камеры сгорания.Благодаря перемещению форсунки в камеру сгорания система непосредственного впрыска бензина (GDI) получает несколько преимуществ по сравнению с ранее обсуждаемыми системами.

Непосредственный впрыск улучшается еще больше за счет перемещения топливных форсунок в камеру сгорания. Более точное управление означает, что можно добавить еще меньше топлива. Антуан Гудвин/CNET

Поместив форсунку внутрь цилиндра, компьютер двигателя получает еще более точный контроль над количеством топлива во время такта впуска, дополнительно оптимизируя воздушно-топливную смесь для создания чистого горящего взрыва с очень небольшим расходом топлива и увеличенной мощностью.

Система GDI также обладает большей гибкостью в отношении , когда в цикле сгорания добавляется топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может добавлять топливо всякий раз, когда это необходимо. Например, некоторые двигатели GDI могут регулировать синхронизацию так, чтобы меньшее количество топлива впрыскивалось во время такта сжатия, создавая гораздо меньший контролируемый взрыв в цилиндре. Этот так называемый режим ультра обедненного горения немного жертвует прямой мощностью, но значительно снижает количество топлива, используемого в периоды, когда транспортному средству требуется очень мало ворчания (холостой ход, движение накатом, замедление и т. д.).).

Двигатели

GDI также быстрее реагируют на эти изменения времени и количества добавляемого топлива, повышая управляемость. Кроме того, транспортное средство может более быстро регулироваться на основе входных сигналов от датчиков, расположенных ниже по потоку от камеры сгорания, контролируя грязные выбросы, выбрасываемые из выхлопной трубы.

Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для дополнительного выброса топлива в цилиндр, чтобы создать вторичный взрыв во время цикла сгорания, что потенциально привело к еще большей мощности и эффективности.

Вот забавный факт: технология прямого впрыска на самом деле не так нова, как вам может показаться. Эта технология существует с 1920-х годов для бензиновых двигателей и фактически уже используется в большинстве дизельных двигателей.

Есть ли потенциальные недостатки GDI?
Вы можете спросить: «Если GDI так хорош, почему он не используется в каждой новой машине?»

Частично причина в том, что производство двигателя с непосредственным впрыском дороже из-за сложности компонентов, а это означает, что автомобиль, который в конечном итоге приводится в движение двигателем, также будет дороже покупать.Например, форсунки на двигателе GDI должны быть более прочными, чем портовые форсунки, чтобы выдерживать тепло и давление сотен (или даже тысяч) крошечных взрывов в минуту. Кроме того, поскольку система GDI должна иметь возможность впрыскивать топливо в камеру сгорания под давлением, топливопроводы, подающие бензин, должны иметь еще более высокую компрессию. Топливные системы GDI могут работать при давлении в несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм по сравнению с 40–60 фунтами на квадратный дюйм систем впрыска через порт.

Цена на эти компоненты падает, но в целом и на данный момент портовый впрыск дешевле и «достаточно хорош» для большинства экономичных автомобилей.

Кроме того, некоторые владельцы и ремонтники двигателей GDI (особенно высокопроизводительных моделей с турбонаддувом) сообщают, что в системах с непосредственным впрыском наблюдается повышенное накопление углерода на задней стороне впускных клапанов, что со временем приводит к снижению потока воздуха и производительности. Быстрый поиск в Google дает страницу за страницей анекдотических сообщений об этой проблеме. Накопление происходит из-за того, что в большинстве автомобилей воздух на впуске, откровенно говоря, немного грязный — даже с установленными воздушными фильтрами, современными системами рециркуляции отработавших газов и системами вентиляции картера могут добавить довольно много грязи во впускной воздух — и без порта. форсунки распыляют бензин (и содержащиеся в нем моющие средства) на клапаны, и в течение многих тысяч миль они могут стать довольно грязными.

Прямой впрыск хорошо сочетается с другими технологиями двигателей
Автопроизводители находят множество новых способов дальнейшего усовершенствования двигателя внутреннего сгорания с помощью технологии прямого впрыска. Например, некоторые автопроизводители (включая Ford, Audi и BMW) используют GDI в сочетании с турбонаддувом для создания двигателей с малым рабочим объемом, которые обеспечивают небольшой КПД двигателя при большой мощности двигателя.

Система D-4S, используемая в двигателе FR-S/BRZ, сочетает в себе системы прямого и портового впрыска.Антуан Гудвин/CNET

Toyota уже несколько лет предлагает систему впрыска топлива D-4S для некоторых моделей своего 3,5-литрового двигателя V-6. В D-4S используется комбинация прямого и портового впрыска, чтобы объединить лучшие черты обеих систем. Как объясняется в этой статье от Wards Auto, система впрыска через порт обеспечивает чистый запуск, система прямого впрыска обеспечивает ускорение при полной нагрузке, и две системы работают в тандеме, чтобы сбалансировать все, что между ними.Эта система D4-S также используется на 2,0-литровом оппозитном четырехцилиндровом двигателе, которым оснащаются Scion FR-S и Subaru BRZ.

Получить информационный бюллетень Roadshow

Узнайте о новейших автомобилях и автомобильных тенденциях от суперкаров до внедорожников. Доставляется по вторникам и четвергам.

Будущее и потенциал дизельных систем впрыска

Дизельные двигатели большой мощности противоречат целям сокращения выбросов и оптимизации расхода топлива.Чтобы соответствовать будущим более строгим ограничениям по выхлопным газам, необходимы дальнейшие разработки технологии дизельных двигателей. Система впрыска дизельного топлива способствует этому развитию и становится решающим фактором для достижения целей по выбросам. В последние 30 лет наблюдается тенденция к использованию систем впрыска топлива под высоким давлением с увеличением максимального давления впрыска с 800 до 2000 бар. В будущем потребуются очень гибкие системы впрыска топлива под высоким давлением с возможностью многократного впрыска и регулирования скорости, а также с максимальным давлением впрыска выше 2000 бар.Очень важным является высокий КПД самой системы впрыска топлива для достижения низкого расхода топлива. Разработка новых продуктов, таких как новая конструкция форсунки (коэффициент k, регулируемая форсунка и т. д.) или новые разработанные приводы, являются ключевыми факторами для развития системы впрыска топлива. Благодаря гибкой системе впрыска дизельного топлива в каждой точке карты двигателя возможно оптимальное формирование скорости, момента впрыска и многократного впрыска, чтобы получить наилучший компромисс между выбросами и расходом топлива. Например, при рециркуляции отработавших газов (EGR) рекомендуется основной впрыск прямоугольного типа с высоким давлением впрыска при полной нагрузке.С другой стороны, без системы рециркуляции отработавших газов в этой точке карты двигателя впрыск впрыска через загрузочный или рамповый привод приводит к лучшим результатам по выбросам при постоянном или улучшенном расходе топлива. При комбинированном дополнительном впрыске выбросы сажи могут быть снижены. Поздний впрыск помогает системам нейтрализации отработавших газов. Регенерация дизельного сажевого фильтра, например, из-за слишком низкой температуры выхлопных газов без поддержки системы впрыска не во всех случаях возможна.Управление температурой отработавших газов за счет позднего впрыска является мерой повышения эффективности каталитических систем при низких температурах отработавших газов. В будущем очень важна способность электронного блока управления (ЭБУ) системы впрыска дизельного топлива управлять подачей воздуха, выбросами отработавших газов, снижением допусков, диагностикой, функциями автомобиля и процессом сгорания в системе впрыска топлива.

Ключевые слова

  • Дизельный двигатель
  • Высокое давление впрыска
  • Выброс сажи
  • Система впрыска топлива
  • Дизельный двигатель большой мощности

Эти ключевые слова не были добавлены автором и автором.Этот процесс является экспериментальным, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Прямой впрыск

Загрузка

 

Начиная с сезона 2014 года правила Формулы-1 резко меняются, и наиболее значительным изменением является переход с 2,4-литровых двигателей V8 без наддува на 1,6-литровые двигатели V6 с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Стремясь сократить потребление топлива до 35%, FIA внесла изменения в технический регламент, чтобы значительно увеличить сбор обычно теряемой энергии и сократить потери используемой энергии.Для этого FIA внесла радикальные изменения в систему сгорания ДВС, внедрив непосредственный впрыск (DI).
Регламент двигателя Формулы-1 на 2013 год и ранее указывает только порт, системы впрыска MPFI. В правиле 5.10.2 указано:

5.10.2 Разрешена только одна топливная форсунка на цилиндр, которая должна впрыскивать непосредственно сбоку или сверху впускного отверстия.

 

Итак, положение форсунки было ограничено верхней стороной (выше по потоку) впускного отверстия (клапана).Вот как это работает: вместо того, чтобы использовать одну форсунку, которая распыляет примерно нужное количество топлива, каждая из отдельных впускных труб имеет свою собственную форсунку, которая добавляет точную порцию аэрозольного топлива во всасываемый воздух из инжектора под давлением. Воздушно-топливная смесь втягивается в открытый порт и в камеру сгорания отступающим поршнем. Затем впускной клапан захлопывается, свеча зажигания воспламеняется, и взрывное сгорание происходит в уже загерметизированном цилиндре.
Но на 2014 год это ограничение не действует.Таким образом, хотя ранее прямой впрыск был специально исключен из-за ограничения положения форсунки, начиная с марта 2014 года это должен быть единственный путь. Прямой впрыск стал обязательным. В правиле 5.10.2 теперь указано:

5.10.2 На цилиндр может быть только одна форсунка прямого действия, и форсунки не допускаются до впускных клапанов или после выпускных клапанов.

Итак, положение форсунки зафиксировано внутри цилиндра.

Формула 1 уже много лет использует систему впрыска с электронным управлением, но схема была другой. Двигатели были оснащены «системами впрыска топлива через порт» или так называемым многоточечным впрыском топлива (MPFI) с так называемыми «душевыми форсунками», с форсунками, расположенными перед впускными трубами. Вы действительно можете увидеть распыление инжектора. Такое расположение позволяет всасывать топливо вместе с воздухом внутри цилиндра. Когда вы устанавливаете форсунки дальше от камеры сгорания, вы получаете более эффективный эффект смешивания воздуха и топлива и дополнительный эффект охлаждения.Чем холоднее воздухозаборники, тем лучше сгорание и меньше преждевременная детонация. И это приведет к большей мощности. Компромисс — меньшая эффективность использования топлива, но большая мощность при правильном сгорании. Часть впрыскиваемого топлива остается на стенках патрубков и впускных каналов.
Итак, FIA решила перейти на непосредственный впрыск. Непосредственный впрыск топлива — это технология подачи топлива, которая позволяет бензиновым двигателям более эффективно сжигать топливо, что приводит к увеличению мощности, более чистым выбросам и повышению топливной экономичности.Все это актуально для современной потребительской автомобильной техники.

Самая фундаментальная характеристика любого двигателя — будь то дизельный, бензиновый, двух- или четырехтактный — это его система сгорания. Два наиболее важных различия между двигателем с непосредственным впрыском и стандартным бензиновым двигателем заключаются в том, как они подают топливо и как топливо смешивается с поступающим воздухом. Эти основные предпосылки имеют огромное значение для общей эффективности двигателя.

Бензиновые двигатели работают, всасывая смесь бензина и воздуха в цилиндр, сжимая ее поршнем и воспламеняя искрой.В результате взрыва поршень движется вниз, создавая мощность и крутящий момент. Традиционные (непрямые) системы впрыска топлива (карбюратор, одноточечный и многоточечный впрыск) предварительно смешивают бензин и воздух во впускном коллекторе перед поступлением в цилиндр. Топливно-воздушная смесь широко рассеивается внутри камеры, оставляя значительное количество несгоревшей и, следовательно, неэффективной.
Практически все дизельные двигатели используют непосредственный впрыск топлива. Однако, поскольку в дизелях используется другой процесс сжигания топлива (бензиновые двигатели сжимают смесь бензина и воздуха и воспламеняют ее от искры; дизели сжимают только воздух, а затем впрыскивают топливо, которое воспламеняется под действием тепла и давления), их впрыск системы отличаются конструкцией и работой от бензиновых систем прямого впрыска топлива.

Common Rail для 4-цилиндрового бензинового двигателя с непосредственным впрыском топлива. Система впрыска топлива на бензиновом двигателе с непосредственным впрыском состоит из топливного насоса с высоким расходом, топливной рампы большого диаметра (Common rail, трубка, в которой находится топливо под высоким давлением) и специализированных топливных форсунок. Форсунки могут выдерживать чрезмерную температуру и давление сгорания, используя проходящее через них топливо в качестве охлаждающей жидкости.

В системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются.Воздух поступает через впускной коллектор, а бензин под высоким давлением впрыскивается непосредственно в каждый цилиндр через специально разработанные форсунки. Скорость подачи топлива настраивается с помощью давления в общей топливной рампе, к которой подключены топливные форсунки, количества открытий форсунки, чтобы позволить топливу пройти через нее во время цикла впуска, и продолжительности этих открытий. Топливные системы с непосредственным впрыском имеют существенную конструкцию, поскольку они обычно производят и удерживают топливо под давлением 150 бар или более, а не от 3 до 5 бар, как обычно при многоточечном впрыске через порт.Это чрезвычайно высокое давление позволяет инжектору подавать достаточное количество топлива для достижения сгорания. С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сжигается именно там, где оно необходимо, и тогда, когда оно необходимо. Топливо можно впрыскивать непосредственно в самое горячее место камеры сгорания, близко к искре.

По сравнению с обычным порт системы впрыска топлива MPFI, топливный форсунки должны работать с огромным давлением топлива, чрезвычайно высокими температурами, а также с впрыском большое количество топлива за очень короткое время.

Причина значительного сокращения времени в котором может быть завершена инъекция в связи с тем, что все инъекции должны иногда происходят всего за часть
такта впуска. Потребность в топливе на холостом ходу может снизиться время открытия всего 0,4 миллисекунды.

Продолжительность и интенсивность распыления можно настроить с помощью компьютера двигателя, что обеспечивает более быстрое и полное сгорание. Результатом является меньший расход топлива, меньшее загрязнение окружающей среды (General Motors заявляет, что это снижает выбросы при холодном запуске на 25 процентов) и большая мощность.Например, до того, как 3,5-литровый V6 в Mercedes E350 получил непосредственный впрыск, он выдавал 268 лошадиных сил и довольно паршивый рейтинг EPA: 7,2 км/л город/10,2 км/л шоссе. Теперь, с практически тем же двигателем, в значительной степени благодаря системе прямого впрыска топлива, E350 может развивать мощность 302 л. Cadillac продает CTS как с непрямым, так и с непосредственным впрыском своего 3,6-литрового двигателя V6. Непрямой двигатель выдает 263 лошадиные силы и 343 Нм крутящего момента, тогда как прямой вариант развивает 304 л.с. и 371 Нм.

Изобретателем прямого впрыска бензина является французский изобретатель конфигурации двигателя V8 Леон Левавассер в 1902 году. Первым после Первой мировой войны примером прямого впрыска бензина был двигатель Хессельмана, изобретенный шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Двигатели Хессельмана использовали принцип ультра обедненной смеси и впрыскивали топливо в конце такта сжатия, а затем воспламеняли его свечой зажигания. Но это началось не здесь. первое попытки насчитывают более 100 лет.Немецкий производитель двигателей Deutz начал производство двигателей в 1898 году! Почему? Поскольку в то время карбюратор с эффектом Вентури еще не был открыт, поэтому DI выглядел как хороший способ подачи топлива в цилиндры
. Во время Второй мировой войны непосредственный впрыск бензина использовался почти на всех серийных авиационных двигателях большей мощности, производимых в Германии, Советском Союзе и США.
Первая автомобильная система непосредственного впрыска бензина была разработана Bosch и представлена ​​Голиафом и Гутбродом в 1952 году.В этой системе использовался обычный бензиновый топливный насос для подачи топлива к ТНВД с механическим приводом, который имел отдельные плунжеры на каждую форсунку для подачи очень высокого давления впрыска непосредственно в камеру сгорания.
Mercedes-Benz 300SL 1955 года (изображение справа), первый серийный спортивный автомобиль с системой впрыска топлива, использовал непосредственный впрыск. Топливные форсунки Bosch были помещены в отверстия на стенке цилиндра, используемые свечами зажигания в других шестицилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи зажигания были перемещены в головку блока цилиндров).
Позже более широкое применение впрыска топлива отдавало предпочтение менее дорогим методам непрямого впрыска. Но все эти ранние проекты в автомобильной промышленности были отменены, потому что электронного управления, ключевого элемента, не существовало или было в зачаточном состоянии, а стоимость насосов и форсунок была чрезвычайно высока. Сегодня бензиновые двигатели DI появляются в моделях начального уровня, и если вы видите GDI, FSI, DFI, SIDI, Skyactiv или EcoBoost на задней части автомобиля, это относится к прямому впрыску. Hyundai предлагает непосредственный впрыск на семи своих моделях, включая Sonata и Accent начального уровня.Kia делает то же самое на пяти своих моделях, включая самый дешевый Rio. Chevrolet упаковывает его в Camaro с двигателем V6 и в нынешнюю Impala, что очень странно для автомобиля, рекламирующего проигрыватель компакт-дисков как смертельный удар. Audi предлагает его для каждой модели, включая V10 R8 и 12-цилиндровый A8. Дизельные двигатели
уже много лет используют непосредственный впрыск, но по-настоящему об этом знают только люди, купившие VW TDI.

Gasoline DI — это относительно новый материал в технологии потребительских автомобилей. Усовершенствованная система впрыска, сочетающая сложные стратегии впрыска с турбокомпрессором, позволяет уменьшить размер двигателя, улучшить его характеристики и значительно снизить расход топлива и выбросы.В сочетании со сверхточным компьютерным управлением прямой впрыск позволяет более точно контролировать дозирование топлива (количество впрыскиваемого топлива) и время впрыска (точное время и продолжительность подачи топлива в цилиндр). Часть ECU, отвечающая за управление подачей топлива, должна думать намного быстрее. Это связано с тем, что система управления подачей топлива должна подавать топливо в цилиндры с гораздо более короткими интервалами, и в целом точное дозирование топлива и управление соотношением воздух-топливо более важны для двигателя с непосредственным впрыском для оптимизации производительности, выбросов и расхода топлива. эффективность.Расположение форсунки также обеспечивает более оптимальную схему распыления, которая разбивает бензин на более мелкие капли. В результате происходит более полное сгорание. Кроме того, система GDI обладает большей гибкостью в отношении того, когда в цикле сгорания добавляется топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может добавлять топливо всякий раз, когда это необходимо, а также несколько меньших впрысков вместо одного. Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для подачи дополнительной порции топлива в цилиндр, чтобы создать вторичный взрыв во время цикла сгорания, что потенциально привело к еще большей мощности и эффективности.Эта регулируемость при добавлении топлива в цилиндр является святым Граалем производства энергии.

DI по своей сути более эффективен и помогает генерировать больше энергии, чем впрыск через порт. А достижения в области инженерии и электронного управления двигателем, подпитываемые жесткой отраслевой конкуренцией и потребительским спросом, делают технологию DI более рентабельной, чем когда-либо, для производителей. Непосредственный впрыск GDI представляет собой эффективное технологическое решение для трансмиссии, позволяющее идти в ногу с тенденцией выбросов.Непосредственный впрыск становится обычным явлением в новых автомобилях благодаря его положительному влиянию на топливную экономичность. Требования к более высокой эффективности использования топлива, установленные EPA, гарантируют, что непосредственный впрыск будет все более распространенной технологией в автомобилях в будущем, и автопроизводителям придется выяснить, как сделать ее долговечной и рентабельной.

Но у технологии была и темная сторона. Существует процесс, позволяющий добиться того, чтобы технология не только работала, но и была долговечной и рентабельной.Есть много проблем с долговечностью двигателей с непосредственным впрыском. Например, впрыск под высоким давлением, используемый в этих двигателях, вызывает большую нагрузку на топливные насосы. Обычные топливные насосы в двигателях с непрямым впрыском работают при гораздо более низком давлении, чем топливные насосы высокого давления в силовых установках с непосредственным впрыском.
Самая большая проблема с технологией прямого впрыска связана с накоплением углерода вокруг впускных клапанов. Со временем это может снизить мощность и эффективность, подорвав бонус, который должен обеспечивать DI.В отличие от двигателей с впрыском топлива в порт, где постоянное распыление топлива в порт и над клапанами позволяет смыть любые отложения, в двигателях с прямым впрыском топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, поэтому шансов нет. чтобы отложения смывались. Как правило, отложения образуются, когда сажа, которая является конечным продуктом сгорания, прилипает к штоку клапана. Проблема для большинства пострадавших двигателей связана с дыхательной системой. В частности, конструкция системы вентиляции картера и системы рециркуляции отработавших газов.Все современные бензиновые двигатели возвращают часть картерных и выхлопных газов обратно через впускной коллектор, чтобы помочь контролировать выбросы, но некоторые конструкции рециркуляции выхлопных газов «более грязные», чем другие. Некоторые менее эффективны для предотвращения прохождения крошечных частиц масла. , углерод и другие твердые частицы, которые в конечном итоге запекаются на впускных отверстиях и клапанах.«Грязный» дизайн впуска или выхлопа-рециркуляции может легко остаться незамеченным в обычном двигателе с впрыском через порт из-за очищающего эффекта бензина, проходящего через впускные клапаны.Однако, когда те же конструкции двигателей адаптированы для работы с непосредственным впрыском топлива, этот эффект очистки внезапно теряется — и могут образовываться углеродные слои. Новые реализации прямого впрыска разработаны с учетом этих проблем. Система Toyota D-4S, которая используется в некоторых ее автомобилях, таких как Scion FR-S и Lexus GS350, имеет второй набор портовых форсунок (не прямых форсунок), которые работают только тогда, когда это необходимо, чтобы помочь очистить от нагара. и оптимизировать производительность.

 

Mercedes-Benz W196 был гонщиком Mercedes-Benz Формулы-1 в сезонах Формулы-1 1954 и 1955 годов, выиграв 9 из 12 гонок в руках Хуана Мануэля Фанхио (на фото под номером 10) и Стирлинга Мосса.Он использовал рядный восьмицилиндровый двигатель M196, изображенный выше (щелкните, чтобы увеличить разрешение). Он был первым, в котором использовались десмодромные клапаны и система впрыска топлива, разработанные инженерами Mercedes на основе опыта, полученного при работе с двигателями серии DB 600, использовавшимися на истребителе Messerschmitt Bf 109 и других во время Второй мировой войны.


Непосредственный впрыск не является чем-то новым в автоспорте. Гонщик Mercedes Grand Prix использовал механическую систему для впрыска топлива через боковую часть цилиндра в свой рядный восьмицилиндровый двигатель M196 (установленный на знаменитом гонщике Mercedes-Benz W196 Formula 1) и благодаря этому выиграл чемпионаты мира в 1954 и 1955 годах.
В 2001 году Audi представила свой 3,6-литровый двигатель V8 с двойным турбонаддувом, выиграв в том году Ле-Ман. К этому времени, конечно, многие другие производители стали видеть преимущества увеличенной мощности (до 5%) и лучшего расхода топлива (до 15%). Но, как и многие вещи в жизни, такие улучшения не даются легко, и хотя потенциальные преимущества улучшенного наполнения цилиндров и лучшего приготовления смеси очень привлекательны, для их достижения требуется много кропотливой работы по развитию.

Положение иглы форсунки в двух крайних положениях двигателя, на холостом ходу и при полной нагрузке.Вы можете увидеть разницу в зазоре -A-.
На рисунке слева вы можете увидеть внутренние детали завихрителя наконечника форсунки и распыл вихревого инжектора высокого давления AlliedSignal, а также характеристики распыления вихревого инжектора высокого давления.

Прирост достигается за счет точного контроля количества и времени впрыска топлива, которые меняются в зависимости от нагрузки двигателя. Добавление этой функции в ECU требует значительного улучшения обработки и памяти ECU, поскольку непосредственный впрыск и управление частотой вращения двигателя должны иметь очень точные алгоритмы для хорошей производительности и управляемости.

Система управления двигателем постоянно

выбирает одну из карт двигателя внутреннего сгорания: обедненная смесь, стехиометрическая, полная мощность и несколько промежуточных значений. Каждый режим характеризуется соотношением воздух-топливо. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо для бензина составляет 14,7:1 по весу (массе), но в режиме бедной смеси соотношение может достигать 50:1. Режим сжигания обедненной смеси или режим стратифицированной зарядки используется для условий работы с малой нагрузкой. В этом режиме топливо впрыскивается не на такте впуска, а на последних стадиях такта сжатия.Отлично подходит для экономии топлива. Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки, а режим полной мощности используется для быстрого ускорения и больших нагрузок.

Форсунки на двигателе с распределенным впрыском топлива (MPFI) могут подавать (впрыскивать) топливо почти на все 720 градусов поворота коленчатого вала (при более низких оборотах они периодически закрываются, но при более высоких оборотах они могут быть открыты до тех пор, пока 720 градусов). Это допустимо, поскольку топливно-воздушная смесь, заполняющая впускные каналы, поступает в камеры сгорания только при открытом впускном клапане.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может даже начаться, пока не откроется впускной клапан, и то только тогда, когда нет возможности выхода топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапанов. Таким образом, начало впрыска будет в момент закрытия выпускного клапана или близко к нему.


В двигателе с распределенным впрыском топливо может впрыскиваться в течение большей части четырехтактного цикла, при этом впрыск заканчивается, когда закрывается впускной клапан. Скажем, при 10 000 об/мин этот период впрыска может составлять порядка 12 мс.В двигателе с прямым впрыском впрыск не может даже начаться, пока не откроется впускной клапан, и то только тогда, когда нет возможности выхода топлива через выпускной клапан во время перекрытия клапанов. Таким образом, начало впрыска будет в момент закрытия выпускного клапана или близко к нему. После впрыска топливу должно быть предоставлено достаточно времени для испарения с образованием горючей смеси, прежде чем оно сможет воспламениться от искры. При тех же 10 000 об/мин время, необходимое для этого, сокращается примерно до 1,6 мс. Увеличение числа оборотов двигателя до максимально разрешенного сейчас в Формуле 1 (15 000 об/мин) еще больше сокращает это время на испарение и смешивание.
В Формуле 1 это не такая уж большая проблема, так как по новым правилам 2014 года максимальное давление в топливной рампе составляет 500 бар, что значительно выше, чем в других применениях DI. Тем не менее, при 15 000 об/мин получение правильной топливно-воздушной смеси в нужное время в цикле двигателя, упорядоченном по положению поршня, и обеспечение того, чтобы эта смесь быстро и полностью сгорала в цилиндре диаметром 80 мм, требует большого понимания поток воздуха в цилиндре. Это, а также продвижение фронта пламени через камеру сгорания шириной 80 мм, требует гораздо больше знаний о потоках в цилиндрах в любой конкретный момент, чем в нашем двигателе с впрыском через порт.Бесчисленные часы работы CFD были потрачены на моделирование смешивания воздуха и топлива.

Стартовала гонка по извлечению максимальной мощности из разрешенных 100 кг топлива.

 

Вернуться к началу страницы

 

 

GDI: бензиновые двигатели с непосредственным впрыском

Бензиновый непосредственный впрыск = больше мощности, выше эффективность!

Хотя верно то, что двигатели с непосредственным впрыском (GDI) развивают большую мощность и производят меньше выбросов, также верно и то, что существуют некоторые проблемы с техническим обслуживанием, которые мешали их конструкции на протяжении многих лет.

Эволюция от карбюратора к системе впрыска топлива (которая была изобретена в 1920-х годах) продолжалась до 1980-х годов, когда практически все новые бензиновые автомобили и легкие грузовики были оснащены системой впрыска топлива. Переход на впрыск топлива повысил эффективность использования топлива, снизил выбросы и повысил надежность. Вместо того, чтобы двигатель втягивал топливо, система подавала точное количество бензина в момент такта впуска.

Системы впрыска топлива могут быть склонны к засорению форсунок, что привело к более качественным присадкам к бензину и услугам по техническому обслуживанию, предназначенным для «очистки» форсунок и системы впуска топлива.Мы рекомендуем обслуживание Air Induction в качестве планового технического обслуживания каждые 30 000 миль или два года или, возможно, раньше, если это необходимо для восстановления производительности многих автомобилей.

Преобладающая система впрыска топлива называется «впрыск топлива во впускной канал», потому что топливо впрыскивается над клапанами. Это позволяет поддерживать клапаны в чистоте и не допускать образования нагара. В отсутствие этого очищающего действия углерод, побочный продукт естественного сгорания, может накапливаться до такой степени, что вызывает проблемы с производительностью и даже значительный ущерб.Продолжайте читать, чтобы узнать о недавнем реальном примере из нашей ремонтной мастерской.

За последние несколько лет двигатели с непосредственным впрыском бензина стали более распространенными, поскольку производители работают над соблюдением стандартов корпоративной средней экономии топлива (CAFE), установленных федеральным правительством.

Двигатели GDI подают точное количество бензина под высоким давлением непосредственно в цилиндр непосредственно перед искрой зажигания. Этот тип впрыска топлива более эффективен и производит меньше выбросов, но, поскольку ничто не обеспечивает 100% сгорание, будут присутствовать некоторые побочные продукты, позволяющие накапливать углерод.

Моющие присадки и традиционные услуги по техническому обслуживанию впрыска топлива снижают эффективность этих двигателей, поскольку очень мало этих химикатов попадает на поверхности, на которых накапливается углерод.

Одна из проблем, связанных с углеродом, заключается в том, что он может препятствовать правильной посадке клапанов, создавая эффект, очень похожий на эффект резака. На фотографии, прикрепленной к этому сообщению в блоге, показаны такие повреждения. Отсутствующий «кусок» показанного клапана не был отломан; оно было сожжено.Очевидно, у автомобиля было множество симптомов: один цилиндр не мог удерживать компрессию.

Как предотвратить или контролировать образование нагара в двигателях GDI? Профилактическое обслуживание, включая новую услугу, разработанную специально для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском.

Своевременная замена масла важна, потому что, помимо обеспечения смазки, моторные масла содержат присадки, предназначенные для «очищения» и удерживания загрязняющих веществ во взвешенном состоянии, чтобы они могли улавливаться фильтром.Эти добавки имеют ограниченный срок службы, как и емкость фильтра.

Служба впуска топлива/воздуха GDI в Haglin Automotive использует запатентованные химикаты и оборудование, доступные только в квалифицированных ремонтных мастерских. Процесс зависит от квалифицированного специалиста, реализующего строгий процесс. Хотя это недешево, преимущества значительны: улучшенная производительность, более низкие выбросы и снижение содержания углерода в камере сгорания, и это лишь некоторые из них.

Один из крупных производителей разработал специальную машину, очень похожую на пескоструйную машину, которая использует дробленую скорлупу грецкого ореха под давлением для очистки или удаления скоплений углерода.Если это звучит как дорогой ремонт — это так.

Опять же, мы предпочитаем эффективное профилактическое обслуживание капитальному ремонту.

Рекомендуемый интервал обслуживания GDI различается, но рекомендуется при любом пробеге, когда двигатель кажется вялым или возникают другие проблемы, не связанные с другими компонентами. Некоторые клиенты сообщали о таких симптомах всего за 30 000 миль пробега.

Как и во многих других автомобильных вещах, унция профилактики стоит фунта лечения.Стоимость ремонта может в двадцать раз превышать стоимость обслуживания, что делает его разумным выбором для владельцев транспортных средств, которые хотят добиться максимальной надежности, эффективности и комфорта.

Что такое EFI? Понимание преимуществ электронного впрыска топлива

Что такое EFI? Короткий ответ — электронный впрыск топлива. Но вы, вероятно, пришли сюда не только для того, чтобы выяснить, что означает эта аббревиатура. Итак, давайте более подробно рассмотрим, что это такое и почему EFI важен для небольших двигателей, которые вы найдете на генераторах, косилках и другом оборудовании.


Что такое EFI?

Электронный впрыск топлива заменяет карбюратор, который смешивает воздух и топливо. EFI делает именно то, на что это похоже. Он впрыскивает топливо непосредственно в коллектор или цилиндр двигателя с помощью электронного управления. В то время как автомобильная промышленность пользуется этой технологией на протяжении десятилетий, она не так распространена в двигателях меньшего размера.

Каковы преимущества EFI?

Более легкий запуск

Сколько раз вы запускаете генератор, сначала регулируя дроссельную заслонку?

С электронным впрыском топлива об этом можно не беспокоиться.Он работает как для горячего, так и для холодного пуска, устраняя одну из основных проблем, связанных с использованием небольших двигателей.

Автоматическая регулировка высоты

По мере того, как вы перемещаетесь с высоты 100 футов здесь, в Центральной Флориде, на высоту более мили в Скалистых горах, вам необходимо отрегулировать топливно-воздушную смесь, чтобы двигатель работал хорошо. EFI делает это автоматически с помощью своего электронного управления.

Более постоянная мощность

Благодаря электронному управлению, которое предлагает EFI, двигатель вашего генератора постоянно работает с наиболее выгодными настройками дроссельной заслонки и воздушной смеси.Когда всю работу выполняет электроника, вам никогда не придется задумываться, все ли у вас правильно настроено. Вы получите постоянную мощность и пиковые уровни мощности, где они должны быть, без каких-либо догадок.

Лучшая топливная экономичность

Электронный впрыск топлива повышает топливную экономичность вашего двигателя. Здесь нередко можно увидеть заявления об улучшении на 25%. Это хорошо на двух уровнях. Во-первых, вы тратите меньше денег на бензин, а это очень важно для профессионалов, которые изо дня в день полагаются на генератор.

Второе преимущество заключается в том, что вам придется реже заправлять бак, когда вы просите генератор увеличить мощность. Это может сэкономить вам лишь одну-две поездки в течение дня, но вы оцените снижение производительности труда.

Меньше выбросов

Поскольку двигатели EFI подают воздух и топливо с большей точностью, чем карбюраторные двигатели, они, как правило, производят меньше выбросов, что соответствует повышению эффективности использования топлива. Распыление топлива также способствует более полному сжиганию топлива.

Меньше техобслуживания

Вопрос: какое техническое обслуживание вы чаще всего выполняете на своем генераторе?

Если вы являетесь нерегулярным пользователем, скорее всего, ваш генератор попадет в магазин для чистки или замены карбюратора. Для профессионалов, которые чаще полагаются на генератор, это, скорее всего, замена масла, замена свечей зажигания и очистка фильтров (все это легко сделать самостоятельно). Независимо от того, в какой лодке вы находитесь, вам не нужно обслуживать карбюратор.

Система EFI лучше справляется с предотвращением загустевания топлива. Поскольку процесс впрыска распыляет топливо, оно сгорает более полно, не оставляя остаточного топлива, как это делает карбюратор.

Каковы недостатки EFI?

Основное отличие, которое вы заметите с самого начала, заключается в том, что EFI является более дорогостоящей системой, чем карбюраторный двигатель. Если ваш бюджет позволяет вам выбирать между ними, преимущества того стоят в моей книге.

В дальнейшем стоимость ремонта может увеличиться.Электронный впрыск топлива является более сложной системой. Когда с ним что-то пойдет не так, скорее всего, это будет более дорогой ремонт.

Особая благодарность Джиму Кроссу из коммерческого подразделения Briggs and Stratton за понимание этой статьи. Ознакомьтесь с их двигателями Vanguard, чтобы узнать, что компания делает в отношении технологии малых двигателей.

Понимание времени прямого впрыска (DI)

Стенограмма

— Это Андре из Академии высоких характеристик, добро пожаловать на этот вебинар, где мы собираемся исследовать влияние момента впрыска или момента впрыска топлива на двигатель с непосредственным впрыском.Мы видим, что в наши дни все больше и больше двигателей, с которыми мы имеем дело на вторичном рынке, теперь оснащены непосредственным впрыском, и это определенно становится тенденцией, к которой стремятся все производители. Таким образом, особенно для тюнеров, которые, возможно, были более знакомы с работой с двигателями с впрыском во впускные каналы, в какой-то момент, вероятно, потребуется начать изучать технологию прямого впрыска, и хотя с непосредственным впрыском нужно многое сделать, это довольно сложно. сложная тема, сегодня мы сосредоточимся только на одном небольшом аспекте, а именно на времени впрыска.Другими словами, здесь мы говорим о том, где именно в цикле двигателя происходит событие впрыска топлива. Теперь, с обычным двигателем с распределенным впрыском, здесь у нас нет слишком больших ограничений, у нас, по сути, есть полная свобода, потому что мы можем впрыскивать топливо на протяжении всего цикла двигателя.

Очевидно, что во время такта впуска впускной клапан открыт. Это единственный случай с двигателем с впрыском через порт, когда топливо и воздух фактически всасываются в цилиндр.Однако, что мы можем сделать, так это продолжать впрыскивать топливо против закрытого впускного клапана в течение оставшейся части хода. Итак, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска, а затем это топливо будет в основном в этом порту, против этого впускного клапана, когда произойдет следующее событие впуска, и оно будет втянуто в цилиндр. Поэтому нередко можно увидеть рабочий цикл впрыска в диапазоне от 85% до 95%.

Конечно, мы могли бы запустить, хотя это и не рекомендуется, 100% рабочий цикл форсунки, когда форсунка буквально все время открыта.Так вот что там происходит. И это дает нам гораздо больше свободы с точки зрения подачи топлива в цилиндр или того, куда именно мы собираемся впрыскивать топливо. Одно из распространенных заблуждений или мифов, которые я слышу, заключается в том, что в двигателе с инжекторным впрыском мы можем впрыскивать только во время такта впуска, когда впускной клапан открыт, а это совсем не так. Это в конечном итоге ограничило бы нас только примерно четвертью, или на самом деле это чуть больше четверти нашего цикла двигателя, наш впускной клапан открывается до начала такта впуска и немного закрывается после него.

Таким образом, мы можем быть ограничены где-то около 30% рабочего цикла форсунки, и очевидно, что даже у оригинальных автомобилей мы видим гораздо больший рабочий цикл форсунки, чем это. Так что с непосредственным впрыском все совсем по-другому. Прямой инжектор устанавливается, как следует из его названия, прямо в цилиндр, прямо в камеру сгорания, поэтому он впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания. Это означает, что существует гораздо большее ограничение на то, когда мы можем впрыскивать топливо в двигатель.Это означает, что мы действительно можем впрыскивать топливо только во время такта впуска и части такта сжатия.

Таким образом, событие впрыска должно быть завершено до того, как произойдет событие воспламенения. Мы не собираемся впрыскивать топливо даже после того, как сгорание уже началось. Так что, конечно, в зависимости от нашего фактического момента зажигания, это, вероятно, дает нам окно где-то в районе 300, может быть, 320 градусов цикла двигателя, когда мы можем впрыскивать топливо. Вспоминая снова, тонкий, но важный аспект работы двигателя, четырехтактный двигатель, есть 720 градусов вращения коленчатого вала на один полный цикл двигателя.Другими словами, коленчатый вал должен провернуться дважды за один полный цикл двигателя.

Таким образом, это дает нам чуть меньше половины всего цикла двигателя, когда мы можем впрыскивать топливо. Итак, еще раз, особенно для тех, кто пришел из тюнинга с впрыском через порт, есть некоторые действительно важные аспекты, которые нам нужно учитывать, когда дело доходит до настройки этих двигателей с прямым впрыском или прямого впрыска. Одна из вещей заключается в том, что для вас действительно важно следить за рабочим циклом инжектора.Теперь нам также нужно понять, как рассчитывается рабочий цикл форсунки. Это немного отличается от производителя ECU к производителю ECU.

Сейчас мы видим много ЭБУ вторичного рынка с поддержкой прямого впрыска, конечно, есть также варианты, когда мы можем перепрошить заводской ЭБУ. Итак, обычно мы обнаруживаем, что существует некоторая предельная точка, которая ограничивает событие впрыска, то есть ограничивает точку, в которой мы должны фактически остановить событие впрыска топлива. Так, например, мы можем захотеть ограничить его где-то примерно 30 или 40 градусами до самой продвинутой точки воспламенения, которую мы, вероятно, будем использовать.Еще один способ сделать это — использовать блок управления двигателем Syvecs, который мы недавно настраивали. Syvec использует другой метод, когда они берут полный такт впуска и полный такт сжатия, а затем для ограничения вы можете указать процент от всех 360 градусов.

Так что там немного по-другому. Если вы делаете это таким образом, с Syvecs вы также должны помнить о фактическом времени зажигания, которое повлияет на это. Другими словами, если мы говорим об угле опережения зажигания, которое мы могли бы использовать при малой нагрузке, мы могли бы использовать 35, 40 градусов или даже больше.Когда мы полностью открываем дроссельную заслонку, мы, вероятно, будем гораздо более отсталыми, поэтому нам нужно учитывать это, когда мы выбираем нашу предельную точку. Другой аспект здесь заключается в том, что мы смотрим на начало точки впрыска для расчета рабочего цикла.

Другими словами, в ECU, который мы собираемся использовать для нашей демонстрации, Motec M1, ECU смотрит на точку, которую мы выбрали для начала впрыска, и выглядит так: в нашей предельной точке, которую мы установили в ECU, а затем он решает, сколько доступного цикла двигателя мы используем для нашего события впрыска.Итак, еще раз, потому что мы очень ограничены в типе рабочего цикла, который мы можем использовать в DI-двигателе, просто как приблизительное руководство по виду ширины импульса, ширины импульса форсунки, которую мы хотели бы видеть или хотели бы использовать, если мы используем двигатель со скоростью 7000 об/мин, широко открытый дроссель, полная мощность, мы, вероятно, захотим ограничить ширину импульса форсунки где-то в районе максимум семи миллисекунд. Так что снова намного короче, чем то, что мы, вероятно, увидим в двигателе с впрыском через порт. Хорошо, просто чтобы дать вам некоторое представление о том, как все это работает, давайте перейдем к экрану моего ноутбука, и я хочу немного пробежаться по ЭБУ Motec.Итак, в данный момент наш двигатель работает, и мы находимся в рабочем листе учета топлива.

Двигатель FA20 уникален тем, что включает как портовые, так и непосредственные форсунки. Чтобы сегодня мы могли сосредоточиться только на аспекте DI, я полностью отключил внедрение портов. Так что мы работаем только на прямом впрыске. Так что это наши временные ограничения здесь. Итак, для начала у нас есть первичный датчик времени подачи топлива.

Давайте просто развернем это на весь экран. Итак, у нас есть двумерная таблица времени впрыска в зависимости от оборотов двигателя.На данный момент для нашего вебинара я только что настроил это как простую двухмерную таблицу. Если мы нажмем A для настройки оси, мы также можем добавить вторую ось, в этом случае у нас есть возможность добавить ось положения дроссельной заслонки, чтобы мы могли немного больше участвовать в нашем прямом впрыске. настройки, и мы можем варьировать точку прямого впрыска, точку синхронизации в зависимости от положения дроссельной заслонки и оборотов двигателя. У нас также есть эта двумерная таблица, графически отображаемая справа.

Итак, вы можете видеть, что для большей части этой таблицы я на данный момент установил очень простые настройки. У нас есть 320 градусов, а затем прямо на очень высоких оборотах мы увеличиваем до 375 градусов. Поэтому важно, прежде всего, понять, что означают эти цифры. Итак, мы говорим здесь о начале инъекции. Итак, это снова немного отличается от того, как мы обычно описываем внедрение портов.

Скоро я расскажу об этом подробнее. И мы говорим об этом по сравнению с точкой в ​​верхней части такта сжатия.Так что в этом случае, например, при 3000 об/мин мы начинаем наш импульс впрыска, 320 градусов вращения коленчатого вала до верхней мертвой точки на такте сжатия. Так что на самом деле это означает, что если бы у нас было 360, мы были бы в самом начале такта впуска, когда поршень начинает опускаться в отверстие. Итак, у нас также есть первичный предел времени подачи топлива.

Опять же, на данный момент я настроил это очень просто, это всего лишь одно значение. Таким образом, это в основном отключит событие впрыска, если он рассчитает, что событие впрыска будет продолжаться за 60 градусов до верхней мертвой точки.Теперь, хотя может показаться хорошей идеей иметь возможность впрыскивать прямо до момента, когда происходит наше событие зажигания, в действительности мы обнаруживаем, что если мы подойдем слишком близко к фактическому событию зажигания, это на самом деле приведет к очень плохой работе двигателя. . Получаем плохое горение. Поэтому мы хотим быть здесь достаточно консервативными.

Очевидно, что каждый двигатель будет отличаться от других. Остальные параметры, которые у нас есть, в данный момент нас не будут интересовать. Это связано с вторичным впрыском, который является системой впрыска через порт на FA20, поэтому мы проигнорируем его в целях сегодняшней демонстрации.Итак, вот как это выглядит в нашем программном обеспечении Motec M1. Конечно, в каждом программном обеспечении это будет выглядеть немного по-разному.

Но то, о чем мы здесь говорим, фактические принципы, лежащие в основе настройки или калибровки времени впрыска, останутся неизменными, независимо от того, настраиваем ли мы Motec, Syvec или перепрошиваем заводские ЭБУ. Итак, это также важно, потому что многие ЭБУ не могут легко отображать такие аспекты, как рабочий цикл форсунки для наших прямых форсунок.И мы не всегда можем иметь четкое представление о том, что происходит. Так что это действительно хорошо, если мы сможем понять, как вычислить это для себя. Так что я просто собираюсь пройти через этот процесс сейчас.

И на самом деле то, о чем мы собираемся здесь говорить, — это просто базовая математика, взятая из нашего курса по основам настройки EFI. Итак, что я сделаю, так это проверю это, если смогу, на нашем калькуляторе здесь. Итак, давайте просто вернемся к экрану моего ноутбука. Одна из ключевых вещей здесь, и это действительно очень хорошее уравнение, просто чтобы всегда иметь в виду, что если вы хотите рассчитать, сколько времени занимает цикл двигателя при определенных оборотах, мы можем очень легко сделать это всего за один шаг.Что мы хотим сделать, так это разделить 120 на обороты двигателя.

Итак, если бы, например, мы хотели узнать, какое время цикла было при 6000 об/мин, мы могли бы ввести 120, деленное на 6000, и мы бы увидели, что это занимает 0,02 секунды или в другом слова, которые мы обычно будем произносить в миллисекундах, здесь мы говорим, что это занимает 20 миллисекунд. Итак, еще один тонкий аспект, я уже упоминал об этом, но я повторюсь, мы должны помнить, что в одном цикле двигателя 720 градусов.Итак, что мы могли бы сделать, так это сделать еще один шаг, если мы разделим наши 720 на 20, просто будем говорить здесь о миллисекундах и представить это так, что это означает, что за каждую миллисекунду коленчатый вал будет поворачиваться на 36 градусов. . Итак, теперь, когда мы это понимаем, и это именно то, как мы будем работать, если мы смотрим на один из наших журналов, и у нас, возможно, не было рабочего цикла форсунки, возможно, наш ЭБУ не может отображать для нас окончание впрыска. , что мы могли бы сделать, так это вычислить это. Итак, давайте возьмем пример, где мы знаем, что наша начальная точка впрыска составляет 360 градусов.

И мы используем длительность импульса инжектора 8,5 миллисекунд. Итак, что мы можем сделать, так это рассчитать, как долго длится событие инъекции. Итак, мы знаем, что каждую миллисекунду коленчатый вал поворачивается на 36 градусов. Итак, если мы теперь умножим это на продолжительность нашего события впрыска, 8,5 миллисекунд, то мы обнаружим, что теперь требуется 306 градусов вращения коленчатого вала. Итак, чтобы узнать, где заканчивается наше событие впрыска, если мы возьмем нашу начальную точку, 360, и вычтем длину нашего события впрыска, 306, мы обнаружим, что наше событие впрыска закончится примерно за 54 градуса до вершины. мертвая точка.

Это, вероятно, будет довольно незначительно, поэтому я предложил, мы говорили о 7000 об/мин, но 8,5 миллисекунды, вероятно, немного долго с точки зрения нашего времени впрыска. Итак, теперь, когда у нас есть это, опять же, даже если вы не говорите о DI, это действительно хорошая проверка работоспособности, если вы просто пытаетесь выяснить, что происходит в вашем двигателе, и вы хотите понять, как долго вы Если у вас есть доступ для впрыска топлива или, если на то пошло, 120, разделенное на обороты нашего двигателя, даст вам время цикла в миллисекундах.Или на самом деле в секундах, вы, конечно, можете преобразовать в миллисекунды. Итак, давайте поговорим о нашей стратегии инъекций. Таким образом, если мы впрыскиваем топливо слишком поздно в цикле двигателя, мы знаем, что мы потенциально начнем мешать нашему событию сгорания, и в итоге мы получим нестабильное сгорание, двигатель не будет работать очень хорошо, и это будет действительно очевидно, когда вы зайдете слишком далеко, вы обнаружите, что крутящий момент упадет, и вы обнаружите, что двигатель работает очень и очень неровно.

С другой стороны, если мы впрыскиваем топливо слишком рано, то, что мы собираемся делать, как только мы преодолеем 360 градусов, по сути, мы начнем впрыскивать топливо, пока такт выпуска все еще завершается. Так что, очевидно, это не особенно умно. Мы попадаем в ситуацию, которую мы не можем достичь в двигателе с впрыском через порт, мы попадаем в ситуацию, когда мы буквально просто выкачиваем топливо прямо из выхлопной трубы. Это может звучать очень глупо и может показаться очевидным, но я просто объясню ситуацию, в которой я оказался в самом начале нашей разработки FA20.В тот момент мы все еще использовали очень раннюю версию пакета Motec M1 для Toyota 86.

И в этот момент у нас был впрыск топлива, наше событие синхронизации непосредственного впрыска, настроенное на основе окончания впрыска. Причина, по которой это было сделано, заключается в том, что именно так мы обычно говорим о времени впрыска при впрыске в порт. Так что мы просто скопировали ту же самую философию в наш прямой впрыск. Таким образом, мы действительно четко знали, где заканчивается событие инъекции.Но, конечно, без возможности автоматически видеть, какой была точка начала впрыска, по мере того, как вы увеличиваете время впрыска, ширину импульса впрыска, событие начала впрыска начинает наступать все раньше и раньше, и мы достигли точки на динамометрическом стенде, где мы впрыскивали все больше и больше топлива и, конечно же, не видели никаких улучшений.

И мы подошли к моменту, когда, как только я на самом деле сделал расчеты, мы впрыскивали довольно значительный путь в такте выпуска. Итак, опять же, должно быть довольно ясно, но иногда может быть не так ясно, как вы думаете.Определенно не лучший способ получить хорошую экономию топлива или хорошие выбросы, я могу гарантировать вам это. Итак, да, важно понимать, опять же, если вы исходите из истории инъекций в порт, что, когда мы говорим о событиях синхронизации инъекций для DI, мы собираемся говорить с точки зрения начала инъекций. Нам не всегда нужно использовать конец инъекции для инъекции в порт.

Конечно, системы позволяют изменить это значение на начало впрыска или даже центр впрыска, но, по моему собственному опыту, окончание впрыска является наиболее распространенным для систем впрыска через порт.Так что с системой DI, очевидно, потому что у нас есть такое маленькое окно для впрыска топлива, это одна из причин, почему мы также используем очень высокое давление топлива. Другое, конечно, потому, что мы впрыскиваем против более высокого давления в цилиндре, которое мы увидим, когда пройдем цикл сжатия. Но, конечно, когда мы возьмем заводской двигатель с непосредственным впрыском и начнем улучшать мощность, может быть, мы увеличим давление наддува, может быть, мы добавим выхлопную систему с более свободным потоком и повысим эффективность двигателя, нам понадобится больше топлива. чтобы соответствовать дополнительному потоку воздуха, и, конечно, когда мы это делаем, ширина импульса инжектора, естественно, будет увеличиваться.Таким образом, мы можем бороться с этим, если мы имеем дело с заводским двигателем с непосредственным впрыском в определенной степени, увеличив целевое давление топлива, когда мы находимся под высокой нагрузкой.

Конечно, есть пределы того, как далеко вы можете зайти с этим. Хорошо, сейчас мы проведем небольшую демонстрацию. И мы собираемся использовать функцию оптимизации крутящего момента на нашем динамометрическом стенде Mainline, чтобы посмотреть, как мы можем настроить или оптимизировать момент подачи топлива с непосредственным впрыском. После этого мы собираемся перейти к некоторым вопросам и ответам, поэтому, если у вас есть что-то, что вы хотели бы, чтобы я объяснил более подробно, или что-то, связанное с вебинаром в целом, временем прямого впрыска в целом, пожалуйста, спросите у тех, кто в комментарии и чат, и я займусь этим в ближайшее время.Теперь один из первых моментов, когда дело доходит до выбора времени прямого впрыска, очевидно, хорошо, если у нас есть что-то, на чем можно основывать наше время.

Во многих случаях мы можем реконструировать заводскую карту времени впрыска. Итак, если мы можем на мгновение перейти к экрану моего ноутбука, у нас есть файл заводского ПЗУ от двигателя Subaru FA20, Toyota 86, то же самое. А это наш непосредственный впрыск, наша базовая заводская карта синхронизации прямого впрыска. Итак, что мы видим здесь, так это то, что по оси X у нас есть нагрузка на двигатель.Теперь, поскольку это настройка на основе MAF, мы рассматриваем нагрузку в граммах на оборот.

По сути, все то же самое, несмотря на то, что когда мы двигаемся вправо от этой таблицы, мы увеличиваем нашу нагрузку, мы увеличиваем наш воздушный поток. Затем на нашей вертикальной оси с левой стороны у нас есть обороты двигателя. Таким образом, интересно то, что если мы посмотрим на общие области круиза на холостом ходу, мы впрыскиваем около 320 градусов перед верхней мертвой точкой. Однако вы можете видеть, что прямо при очень высоких оборотах и ​​высокой нагрузке событие синхронизации впрыска фактически смещается вперед, и впрыск происходит до достижения верхней мертвой точки.И снова это приводит нас к тому странному месту, где технически мы начинаем впрыск до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки.

Итак, немного в такте выпуска. Теперь я протестировал это взад и вперед на паре автомобилей как на Motec, так и на Syvecs, а также заводскую калибровку через EcuTek, и мы обнаружили, что действительно получаем преимущество от опережения времени там около 370, 375, даже я думаю Я использую в Motec, и это не имеет особого смысла.Очевидно, мы не хотим впрыскивать топливо через выхлоп. Таким образом, я понимаю, что событие синхронизации здесь на самом деле не учитывает мертвое время форсунки. Таким образом, это событие синхронизации представляет собой ширину импульса, подаваемого с компьютера на инжектор.

И очевидно, что даже с прямым инжектором у нас все еще есть некоторая задержка в фактическом открытии инжектора, и что мы действительно обнаружим, так это то, что на очень высоких оборотах, около 7000 об/мин, задержка имеет событие впрыска, задержанное до точки, где мы прошли верхнюю мертвую точку.Другой момент здесь, если мы можем просто взглянуть на этот поршень, конструкция поршня для двигателя с непосредственным впрыском также оказывает большое влияние на то, как топливно-воздушная смесь распределяется через камеру сгорания, и мы можем видеть, что у нас есть карман или карман вентилятора, вырезанный в верхней части поршня, чтобы помочь направить поток топлива. Что мы обнаружили, так это то, что в камере сгорания FA20 прямой инжектор расположен слева, я думаю, справа от вашего экрана, и он просто распыляет топливо по существу в этот карман, когда поршень близок к верхней мертвой точке. центр.Поэтому, конечно, мы должны принять это во внимание, потому что это практически не будет иметь никакого эффекта, когда поршень переместится за верхнюю мертвую точку. Так что всегда отличная идея, если вы можете получить базовую калибровку для вашего стандартного двигателя и посмотреть, что производители оригинального оборудования делают с синхронизацией впрыска.

Очевидно, это будет действительно хорошим руководством для начала настройки. Вы знаете, что у вас будут безопасные номера. Но, конечно, мы также должны понимать, что методы или требования ОЕ могут сильно отличаться от наших.Производителей оригинального оборудования всегда будут гораздо больше интересовать выбросы, чем мощность и крутящий момент. Так что, пока мы не обязаны соблюдать требования по выбросам, мы можем оптимизировать время впрыска, чтобы обеспечить максимальный крутящий момент.

Итак, что мы собираемся сделать, так это настроить тест оптимизации крутящего момента на нашем динамометрическом стенде Mainline. И я просто объясню, что происходит на этом тесте. Просто выведите это на наш экран. Итак, вот что у нас есть на вертикальной оси: крутящий момент регистрируется на динамометрическом стенде Mainline.На горизонтальной оси в этот момент я сейчас смотрю на время подачи топлива от нашего ECU.

Итак, у нас есть коммуникационная сеть CAN, идущая между нашим Motec M1 и нашим диностендом Mainline, так что диностенд Mainline может видеть точное время нашего впрыска. Мы можем видеть прямо сейчас, что он сидит на 320 градусов. Давайте просто покажем вам, как это меняется. Я просто перейду к нашему программному обеспечению, давайте установим его на 280, и мы увидим, что это изменится в нашем динамометрическом стенде. Итак, что я собираюсь сделать, так это запустить нашу машину, и мы собираемся разогнаться до 3000 об/мин на четвертой передаче.

И что я собираюсь сделать, так это попытаться удерживать положение дроссельной заслонки относительно фиксированным. И мы собираемся, давайте попробуем снизить нашу уставку обратно до 3000 об/мин. Что мы собираемся сделать, так это сначала я собираюсь увеличить событие времени впрыска до 360 градусов. А потом я начну наш тест и уменьшу время впрыска до 200 градусов. Возможно, нам действительно не нужно заходить так далеко.

Вероятно, в этот момент будет довольно очевидно, что происходит.Во-вторых, пока я делаю этот тест, мы посмотрим на данные, как только тест будет завершен. Мы также регистрируем корректировку подачи топлива с обратной связью. Таким образом, топливная коррекция с замкнутым контуром будет постоянно удерживать нас на нашей цели лямбда-1. Но они также дадут нам действительно хорошее представление о том, что происходит с нашим временем впрыска после завершения теста.

Итак, все довольно стабильно, я просто собираюсь удерживать нашу нагрузку около 60 кПа. Просто очистите там все и начните наш тест.Итак, что я собираюсь сделать сейчас, это просто попытаться удерживать нашу нагрузку, наше давление в коллекторе действительно постоянным, и вы сможете увидеть красную линию, проведенную там на нашем динамометрическом стенде. И мы собираемся сделать это так гладко, как мы можем. Очевидно, мы также наблюдаем некоторые скачки крутящего момента, что довольно типично для такого рода испытаний.

Надеюсь, это будет довольно быстрый тест, который, по крайней мере, покажет вам общее представление о том, что мы можем ожидать при изменении времени впрыска.Итак, опускаемся ниже 290, 280 градусов. И мы можем видеть, что мы прошли пик крутящего момента, и наш крутящий момент фактически падает сейчас, так что, очевидно, это не идеально, если мы на самом деле стремимся к пиковому крутящему моменту. Что вам нужно сделать с этим конкретным графиком, так это немного сгладить его мысленно. Очевидно, это немного нелогично, и я просто пытаюсь сделать довольно быструю и грязную работу, чтобы показать вам, что происходит.

Конечно, если вы хотите немного больше вовлечься в это, вы можете не торопиться и рассмотреть все немного подробнее.Хорошо, до 200 градусов, я просто отступлю, и мы посмотрим на наши результаты. Что мы можем видеть, так это то, что динамометрический стенд показывает нам, что в этой конкретной точке нагрузки мы получили пиковый крутящий момент в 126 ньютон-метров, который был достигнут при 312 градусах времени впрыска. Таким образом, событие впрыска начинается за 312 градусов до верхней мертвой точки. Теперь нам нужно немного помнить, что это довольно неустойчивый график, и мы видим относительно постоянное значение крутящего момента в этой области, вероятно, от 305 до, возможно, около 320, 325.

Таким образом, мы не можем попытаться прочитать это, например, с точностью до десятой доли градуса, мы, вероятно, в пределах пяти градусов. Но то, что мы действительно видим, является очень четким признаком того, что, когда мы возвращаем синхронизацию к верхней мертвой точке на такте сжатия, мы видим, что наш крутящий момент довольно резко падает, когда мы приближаемся к 200. И мы также видим действительно большое негативное влияние на это когда у нас есть событие впрыска полностью на 360 градусов до верхней мертвой точки. Так что, конечно же, опять же для тех из вас, кто больше знаком с настройкой двигателей с впрыском через порт, мы не ожидаем увидеть такого резкого влияния на наш крутящий момент при изменении момента впрыска.В двигателе с впрыском через порт иногда может быть довольно сложно действительно зарегистрировать достаточно значительное изменение, чтобы даже указать нам направление, в котором мы должны двигаться.

С двигателем с непосредственным впрыском это очень-очень ясно, это очень-очень очевидно. Итак, что мы там сделали, давайте еще раз взглянем на экран нашего ноутбука, здесь мы сосредоточились только на нашей ячейке на 3000 об/мин. Очевидно, у нас есть полная таблица, двумерная таблица, и, конечно, мы можем сделать ее трехмерной, чтобы воспроизвести ту фабричную таблицу, которую мы уже рассматривали.Также достаточно интересно, 3000 об/мин, мы, вероятно, работаем где-то около этой точки здесь, вы можете видеть, что то, что мы только что зарегистрировали здесь на нашем динамометрическом стенде Mainline, в основном точно отражает то, что представляет собой карта OE. Наверное, опять же не обязательно, что удивительно.

Хорошо, что я хочу сделать, это просто вывести наш временной график здесь, и мы просто немного уменьшим масштаб. И я просто объясню, что у нас происходит на нашем экране здесь. Итак, мы подняли обороты наверх, мы видим, что мы на 3000 об/мин.У нас есть давление в коллекторе. Поэтому для целей этого теста я попытался удержать его на уровне около 60 кПа.

Я проделал довольно хорошую работу, но вы можете видеть, что она немного меняется вверх и вниз. Это один из ключей к получению хороших результатов этих тестов оптимизации крутящего момента. Если мы не будем очень точно поддерживать давление в коллекторе в одной ячейке, то, очевидно, это повлияет на крутящий момент нашего двигателя. У нас есть мое положение дроссельной заслонки, у нас есть наша лямбда выхлопа по сравнению с нашей целью.Очевидно, что при управлении с обратной связью они совпадают именно так, как мы и ожидали.

Вот наши более интересные моменты, у нас есть время впрыска топлива. Итак, мы можем видеть в начале нашего теста, что мы на 360 градусов, а здесь мы прошли весь путь до 200 градусов. Как видите, угол опережения зажигания зафиксирован на отметке 34 градуса. Теперь то, что я хотел показать вам здесь, это наша следующая группа, у нас есть наша замкнутая топливная коррекция. Так что это многое говорит нам о том, что здесь происходит или где мы получаем преимущество от нашего времени подачи топлива.

Итак, в начале нашего теста на 360 градусов, надеюсь, вы сможете увидеть эти цифры. У нас есть замкнутая система управления, вытягивающая около 5% топлива, чтобы добраться до цели лямбда-1. Что мы можем видеть, так это то, что когда мы начинаем возвращать нашу синхронизацию с 360 градусов, поэтому мы начинаем замедлять нашу синхронизацию впрыска, мы можем видеть, что наша подстройка замкнутого контура фактически падает. И мы можем видеть, что, вероятно, примерно в этой точке, возможно, где-то здесь, наша замкнутая петля ушла от минус 5.от 2% до минус 3,3%, и это также достаточно точно совпадает, ну, мы на 326 градусах, но мы довольно близки к точке, где наш тест MBT, наш тест оптимизации крутящего момента показал, что наша синхронизация впрыска была оптимальной. Мы можем видеть, что наша подстройка замкнутого контура остается достаточно плоской вокруг этой точки, а затем, когда мы продолжаем замедлять время впрыска, мы видим, что наша подстройка замкнутого контура снова падает.

Таким образом, это очень ясно показывает нам, что даже если у нас нет доступа к значению крутящего момента на динамометрическом стенде, это дает нам некоторое направление движения.Конечно, это будет не так ясно и очевидно, как на динамометрическом стенде, но это даст вам некоторое представление о том, где было правильное значение времени впрыска. Итак, двигаясь дальше, мы рассмотрели настройку только одной ячейки, и, очевидно, у нас есть эта двухмерная или, возможно, трехмерная таблица. Способы, которыми мы можем справиться с этим, мы можем продолжать тот же самый процесс. Таким образом, мы можем по существу настроить нашу таблицу времени впрыска в установившемся режиме.

Опять же, как мы только что видели, наша подстройка с обратной связью меняется, так что это становится итеративным процессом.По мере того, как мы корректируем время впрыска, нам также придется вернуться и настроить подачу топлива, чтобы мы оставались на цели. Триммер с замкнутым контуром, который я только что показал, это небольшое исправление, и мы на самом деле не хотим, чтобы он выполнял очень большую работу, мы всегда хотели бы, чтобы наши триммеры с замкнутым контуром были очень близки к нулю. Теперь при более высоких диапазонах оборотов и особенно при более высоких нагрузках вы, вероятно, не захотите настраивать эти ячейки в устойчивом состоянии. И действительно, в этом случае мы можем обращаться с этой таблицей немного так же, как с тем же процессом, через который мы прошли бы, если бы настраивали момент зажигания или, возможно, момент кулачка.

Мы можем выполнить несколько рамповых прогонов на динамометрическом стенде с фиксированным временем впрыска, а затем мы можем продолжить и добавить, может быть, 20 градусов. Мы всегда хотим сделать разумный шаг на начальном этапе. Если мы попытаемся изменить только на пять или два градуса, мы, вероятно, вряд ли увидим эффект от этого изменения, поэтому мы можем сделать изменение на 20 градусов. Мы можем сделать это со всей нашей таблицей и сделать еще один скачок. Скорее всего, вы быстро увидите, что в некоторых областях мы пошли назад.

Особенно, если вы оптимизировали его в стабильном состоянии.Если вы измените то, что вы считаете оптимальным в устойчивом состоянии, скорее всего, вы откатитесь назад с точки зрения крутящего момента и мощности. Но при более высоких оборотах, когда мы не можем настроиться в устойчивом режиме, вы можете начать видеть направление движения, которое даст вам улучшение крутящего момента. Если мы увидим такое улучшение, мы просто продолжим и пойдем в этом направлении. Теперь, когда мы начинаем немного приближаться к сути, мы можем начать делать точную настройку времени впрыска, вносить небольшие изменения, другими словами, я только что предложил вам начать с 20 градусов, и мы можем начать снижать это обратно. до 10 или даже пяти градусов.

Теперь еще одна причина, по которой вам обязательно нужно увеличить время впрыска на более высоких оборотах при более высокой нагрузке, снова заключается в том, что это важно, чтобы дать вам максимально возможное окно для подачи топлива в двигатель. Итак, мы закроем все там и перейдем к некоторым вопросам и ответам, и снова, если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, задавайте их в комментариях или в чате. Томми Буэно спросил, может ли система прямого впрыска OEM поддерживать давление более 40 фунтов на квадратный дюйм или 2.8 бар наддува? Скорее всего, нет, это было бы не в состоянии. Это действительно одно из ограничений, которые мы сейчас наблюдаем в двигателях с непосредственным впрыском топлива. У нас нет поддержки на вторичном рынке форсунок большего размера.

Кроме того, более крупные насосы действительно являются ограниченным предложением. Мы начинаем видеть, что некоторые производители присоединяются к этому, но, конечно, это не так просто, как обратиться к любому из десятков поставщиков инжекторов, которые сейчас присутствуют на рынке, для портовых инжекторов и купить набор из 1000 или 1600 или даже 2000-кубовые форсунки, установите их на свой двигатель, и все готово.Таким образом, 40 фунтов на квадратный дюйм само по себе на самом деле не является показателем воздушного потока, но если вы говорите о турбокомпрессоре, который будет поддерживать 40 фунтов на квадратный дюйм, я предполагаю, что вы действительно стремитесь раздвинуть границы. Итак, что мы видим в настоящее время с ограниченным количеством двигателей с непосредственным впрыском топлива, которые действительно сильно нагружаются, что мы чаще всего видим, так это то, что система прямого впрыска будет как бы сопровождаться надстройкой. послепродажная система впрыска портов. Так что это фактически приводит его в действие очень похоже на нашу Toyota 86 здесь.

На заводе FA20 имеет как портовые форсунки, так и прямые форсунки, лучшее из обоих миров, и это дает нам невероятную гибкость и возможность создавать большую мощность, не ограничиваясь этими прямыми форсунками. Действительно хорошим примером этого является компания Radium Engineering в Соединенных Штатах, они производят комплект для двигателя Eco Boost, который в основном крепится болтами к головке блока цилиндров, по сути, это похоже на прокладку впускного коллектора. И впускной коллектор крепится болтами к этой проставке, и в нем есть место для набора форсунок вместе с топливной рампой и так далее.Конечно, тогда вам понадобится ЭБУ, который может это контролировать. Они становятся все более распространенными.

Я знаю, что Syvecs ECU способен на это, а также Motec M1, который мы здесь используем, может работать как с портовыми, так и с прямыми форсунками. Вполне вероятно, что на рынке есть и другие модели, о которых я не знаю. Cypher Mark спросил, можете ли вы объяснить, как синхронизация форсунки влияет на величину опережения зажигания, которую вы можете запустить, или имеет ли это вообще какое-либо влияние. Итак, да, это имеет эффект, и вы, вероятно, обнаружите, что есть две области действия, если я действительно хочу просто разбить это на голые кости.Когда мы смотрим на высокие обороты и работу с высокой нагрузкой, вам действительно нужно будет увеличить время впрыска, чтобы у вас физически было достаточно большое окно для впрыска топлива.

Что может произойти, и я не могу подробно объяснить физику, стоящую за этим, но в зависимости от того, когда мы впрыскиваем в цикле двигателя, это может влиять на охлаждение заряда, всасываемого заряда. Таким образом, тепло в камере сгорания, тепло нашего впускного заряда, является одним из факторов детонации, так что это может повлиять на величину угла опережения зажигания, которую двигатель может выдержать до появления детонации.Так что это еще один параметр, который вам действительно нужно проверить. Но с другой стороны, я не уверен на 100%, под каким углом вы подходите к этому вопросу. С другой стороны, нам, очевидно, нужно убедиться, что наше событие впрыска завершено задолго до того, как мы начнем наше событие зажигания.

Wittlebeast спросил, как определить размеры форсунок на этих двигателях, онлайн-калькуляторы? Сейчас нам нравится Энди, это действительно не большая проблема, потому что нет доступных форсунок послепродажного обслуживания, как я упоминал ранее.Мы просто не можем пойти и купить комплект 1500-кубовых форсунок для Subaru FA20. Есть некоторые двигатели, которые поддерживаются, Extreme DI, я думаю, может быть компанией, о которой я думаю, производит некоторые форсунки, которые, я думаю, совместимы с автомобилями группы VW, Audi. Это не то, что я лично углублялся в себя. Одна из трудностей заключается в том, что на вторичном рынке у нас очень мало информации о форсунках с прямым впрыском.

Так, например, получить точные значения расхода, получить значения задержки, значения мертвого времени для инжекторов DI почти невозможно.Опять же, мы, вероятно, находимся в зачаточном состоянии послепродажной поддержки двигателей с прямым впрыском, поэтому, конечно, в течение следующих пяти или 10 лет, когда двигатели с прямым впрыском станут основным двигателем, над которым мы будем работать, все это, вероятно, изменится, так что я предполагаю, что ответ есть смотреть это пространство. Хорошо, ребята, это подводит нас к концу вебинара, поэтому, если у кого-то есть дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их на нашем форуме, и я буду рад ответить на них там. Спасибо, что присоединились к нам, увидимся на следующей неделе.

Как за последние годы улучшились системы впрыска топлива

Экономия топлива по-прежнему является серьезным стимулом для производителей автомобилей, поскольку они стремятся соответствовать строгим стандартам корпоративной средней экономии топлива (CAFE), которые мы обсуждали в предыдущих статьях.В этом посте мы рассмотрим краткую историю подачи топлива в двигатель и рассмотрим новую технологию прямого впрыска бензина (GDI), также называемую прямым впрыском топлива (DFI), по сравнению с многоточечным (или многоточечным) подачей топлива. впрыск (MPFI).

Когда бензиновые автомобили были впервые изготовлены, карбюратор использовался для смешивания небольшого количества топлива (около 10 миллиграммов) с нужным количеством воздуха перед отправкой смеси в цикл сгорания двигателя. Этот процесс не всегда был последовательным, поскольку автомобили могли работать на слишком богатой смеси (дымить, легко глохнуть, и двигатель заливал) или на слишком обедненной смеси (не иметь достаточной взрывной мощности, чтобы вообще работать с потенциальным повреждением двигателя).Это было не очень экономично или экологично.

В связи с постоянно совершенствующимися технологиями автомобилей карбюраторы были сняты с производства в конце 80-х годов и заменены системами впрыска топлива. Первым, кто получил широкое распространение, был впрыск в корпус дроссельной заслонки (TBI). Это также называлось одноточечным впрыском. Из-за прогресса и различных проблем производители вместо этого отдали предпочтение системам многоточечного впрыска топлива.

В системах

MPFI используются отдельные порты форсунок для распыления топлива в каждый цилиндр.Есть впрыск через центральный порт, который, по мнению некоторых, выглядит как инжектор-паук. Эта система выпускает топливо одновременно во все клапаны, что означает, что в некоторых цилиндрах топливо успевает сконденсироваться и не воспламеняется так быстро. Они обновили эту систему последовательным впрыском топлива, что решило эту проблему, и сегодня это самая распространенная система измерения топлива в автомобилях с газовым двигателем.

Система непосредственного впрыска бензина (GDI) представляет собой более совершенную версию многоточечной системы, которая существует с 1925 года (изобретена шведским инженером Йонасом Хессельманом).Отличие этой системы от MPFI заключается в том, что вместо использования впускного отверстия для подачи топлива GDI впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Этот тип системы обеспечивает более чистые выбросы, повышенную экономию топлива и больше энергии в двигателе. Несмотря на то, что все это звучит великолепно, это происходит по премиальной цене.

Автомобили, работающие на системе MPFI, как правило, будут стоить меньше, чем автомобили с более новой технологией GDI. Это связано с тем, что более новые системы более дороги в производстве из-за всех других необходимых компонентов, которые необходимы системе для функционирования.Системы GDI нуждаются в специально разработанных каталитических нейтрализаторах для обработки выбросов после рециркуляции выхлопных газов, но они по-прежнему склонны к накоплению углерода, который, как известно, ломается и вызывает дальнейшие проблемы.

Топливные насосы высокого давления также являются ранней точкой отказа в автомобилях с GDI, обычно из-за того, что насос низкого давления не работает должным образом. Более прочные форсунки также необходимы из-за чрезмерного воздействия тепла и давления в камере сгорания. Обычные топливные форсунки распыляют бензин при давлении от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм (PSI), но прямые форсунки должны распылять топливо при давлении более 2000 PSI.При возникновении проблем требуется профессиональный уровень обслуживания для диагностики исходной проблемы, чтобы ремонт был успешным. Это одна из причин, почему эти автомобили не только стоят дороже, но и дороже в обслуживании и ремонте.

По мере развития технологий производство автомобилей с GDI должно стать проще и доступнее. На данный момент, независимо от того, на чем вы ездите, Kwik Kar может позаботиться о том, чтобы ваша топливная система оставалась в хорошем рабочем состоянии. Если у вас есть вопросы о вашей системе впрыска топлива, очистителях топлива или о чем-то еще, касающемся вашего автомобиля, зайдите и задайте их.У нас есть ответы, которые помогут вам как в дороге, так и вне ее!

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.