Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что означает инжекторный двигатель


принцип работы, плюсы и минусы

Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.

В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.

История

Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Устройство

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

  1. Топливная форсунка;
  2. Топливная рампа;
  3. Насос;
  4. Сам блок управления;
  5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

  • Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
  • Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
  • Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
  • Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
  • Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Принцип работы

  1. В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
  2. Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
  3. В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
  4. В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

  1. Впуск;
  2. Сжатие;
  3. Сгорание;
  4. Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

  1. При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
  2. Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
  3. После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
  4. При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
  5. При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
  6. Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
  7. В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
  8. Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

  1. Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
  2. Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
  3. Двигатель очень экономичный;
  4. Полностью соответствует всем экологическим нормам;
  5. Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

  1. Довольно высокая стоимость и обслуживание;
  2. Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
  3. Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
  4. Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

  1. Одноточечный впрыск;
  2. Многоточечный впрыск;
  3. Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.

Как работают двигатели прямого впрыска

Какой двигатель продвинет ваш следующий автомобиль или грузовик? Если вы возились с идеей купить дизель для экономии топлива (попробуйте почти 50 миль на галлон для Volkswagen Jetta TDI), ну, возможно, вам пока не придется отказываться от надежного и знакомого бензинового двигателя.

Это потому, что одна из технологий, которая делает дизели настолько скупыми на топливо, также применяется к бензиновым двигателям. Это называется прямым впрыском, и это относится к тому, как топливо попадает в помещение с контролируемым взрывом двигателя, более известное как камера сгорания.

В бензиновом двигателе садового сорта с впрыском топлива бензин идет более окольным путем, чем при прямом впрыске. Этот косвенный подход приводит к всевозможной неэффективности при сжигании топлива и может привести к потере большого количества полезной энергии - и вы не получите максимум за деньги, потраченные на насос.

Однако в двигателе с непосредственным впрыском топливо пропускает период ожидания, которое оно должно было бы прожить в стандартном двигателе, и вместо этого направляется прямо в камеру сгорания.Это позволяет топливу гореть более равномерно и тщательно. Для водителя это может привести к увеличению пробега и большей мощности колес.

В прошлом прямой впрыск создавал слишком много технических препятствий, чтобы сделать его полезным для массового рынка бензиновых автомобилей. Но с прогрессом в технологиях и повышенным давлением, чтобы сделать автомобили более чистыми и эффективными, создается впечатление, что прямой впрыск бензина - или GDI, как это упоминается в отраслевом жаргоне - останется здесь.Фактически, большинство крупных автопроизводителей планируют или планируют в скором времени внедрить бензиновые автомобили, которые используют преимущества этой системы экономии топлива и повышения производительности.

Узнайте больше о гайках и болтах - а также поршнях и клапанах - прямого впрыска.

,Двигатель прямого впрыска бензина

(GDI и TGDI) - что это такое, что он обещает и каковы его недостатки?

Proton Holdings сегодня успешно провела тестовые испытания своего нового двигателя GDI на заводе Ricardo в Великобритании. Итак, что такое GDI и TGDI, и что это означает с точки зрения дизайна двигателя?

GDI обозначает прямой впрыск бензина, а T обозначает Turbo. С точки зрения разработки двигателей Proton, это означает переход от многоточечного впрыска (MPI), когда инжекторы подкачивают топливо во впускной тракт, к более эффективному GDI, когда форсунки запускаются прямо в камеру сгорания.

Отличается от других видов впрыска топлива тем, что топливо подается под гораздо более высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Преимущество этого в том, что топливо можно более точно контролировать с точки зрения объема и времени, что приводит к увеличению мощности двигателя при данной мощности двигателя.

Разработка GDI не нова, впервые появившись в авиационных двигателях более 120 лет назад. 1990-е годы ознаменовались возрождением GDI, и Mitsubishi включила его в свой двигатель 4G93.Другие автопроизводители следовали этому примеру в течение 2000-х годов, когда BMW даже опробовала GDI низкого давления в своем V12.

Согласно Proton, его двигатель GDI даст экономию топлива на 25% по сравнению с предыдущим двигателем VVT в Iriz. Как правило, движок GDI будет работать в одном из трех режимов. При нормальной работе ECU устанавливает GDI как можно ближе к стехиометрическому отношению, насколько это возможно, что в теоретическом выражении составляет 14,7: 1 воздуха к бензину по массе.

В то время как в реальном мире идеальное сгорание никогда не достижимо, технический прорыв к этой цели приведет к повышению эффективности использования топлива и контролируемым выбросам.Для новых двигателей Proton это означает работу над будущим стандартом Euro 6C.

При низких оборотах двигателя, когда двигатель вращается на холостом ходу или почти на холостом ходу, ЭБУ настраивает двигатель на сверхлегкий ожог. В то время как Протон ничего не сказал о том, как далеко они намерены раздвинуть предел, некоторые двигатели от других производителей достигают 65% наклона, прямо на грани детонации.

Для широко открытого дросселя GDI идет другим путем, обогащая смесь, чтобы обеспечить доступную мощность и немного оставшуюся для охлаждения.В применениях TGDI топливно-воздушная смесь может быть оптимизирована для соответствия давлению наддува и любым изменениям барометрического давления, к которым могут быть чувствительны турбины, которые могут повлиять на производительность двигателя.

Преимущество тракта GDI состоит в том, что топливная смесь находится в оптимальном положении, чтобы искра максимально эффективно распространяла фронт пламени. Это означает, что максимальное количество топлива сгорает во время цикла сгорания для максимального количества энергии для скорости поршня.Хотя MPI может это делать, это в гораздо меньшей степени, и эффективность зависит от портирования впускного канала.

Итак, если это так, и каковы преимущества, каковы недостатки? Одним из них является сложность. Вместо наличия форсунок в коллекторе или впускном тракте, форсунки подают топливо непосредственно в камеру сгорания.

Это означает один инжектор на цилиндр, иногда два, в зависимости от конструкции. Головка цилиндров должна быть перепроектирована, чтобы приспособить это. Другой заключается в том, что подача топлива находится под гораздо более высоким давлением.Система подачи топлива должна быть модернизирована, чтобы соответствовать требованиям, а это также означает, что шланги и фитинги высокого давления.

Кроме того, инжекторы GDI также более чувствительны к загрязненному топливу или топливу, содержащему слишком высокий процент постпродажных присадок в неправильном соотношении. Засорение инжекторов и накопление углерода - это реальная возможность, поскольку отверстия в инжекторе намного тоньше, чем в MPI.

Поскольку топливо больше не распыляется на заднюю часть впускных клапанов, возможно накопление на впускных отверстиях.Расслоение топливной смеси может также привести к накоплению углерода на стенках камеры, причем углеродные загрязняющие вещества блокируют инжекторы и оседают в каталитических нейтрализаторах, вызывая локальные горячие точки и приводя к выходу из строя конвертора.

Некоторые разработчики двигателей решают проблему стратификации и накопления углерода, используя как GDI, так и инжекцию портов. ЭБУ в таких двигателях, таких как Toyota D-4S и VW EA888, запрограммирован на использование одного или обоих инжекторов в зависимости от нагрузки и состояния двигателя.

Все это стоит денег, и Протон говорит, что потратил 600 миллионов юаней на разработку новой линейки двигателей. Эта сложность несколько компенсируется включением диагностического программного обеспечения для устранения ошибок в GDI.

Для Proton числа, которые он ищет в 1.5 TGDi, составляют 180 л.с. и 250 Нм, что уже намного выше, чем у MPI 1.6 CFE, 138 л.с., 205 Нм и на 25% более эффективный. В краткосрочной перспективе двигатели GDI обещают лучшую топливную экономичность и большую мощность на литр топлива, а в долгосрочной перспективе сокращение выбросов пойдет на пользу окружающей среде.

,

Думаете, бензиновый двигатель с непосредственным впрыском - это зеленый выбор? Может не

Д-р Чхоль-Хон Чжон и профессор Грег Эванс измерили выбросы от бензиновых двигателей с прямым впрыском и оценили климатические компромиссы более эффективного типа двигателя. Оказывается, большая эффективность не всегда означает зеленее для планеты. Кредит: Тайлер Ирвинг - U T T Engineering

Пытаетесь мыслить зеленым при покупке автомобиля? Помогает ли ваш новый экономичный двигатель теплой планете или причиняет ей вред, зависит от того, где вы живете и что кладете в бак.

Новые автомобили стремятся обеспечить высокую производительность при максимальной эффективности использования топлива, упрощая их как для окружающей среды, так и для кошелька. Для этого производители автомобилей выбирают меньший, более экономичный тип двигателя, называемый бензиновым непосредственным впрыском топлива (GDI) - в период между модельными 2009 и 2015 годами процент новых автомобилей, проданных с двигателями GDI, подскочил с пяти до 46 процентов. ,

Но новое исследование факультета прикладной науки и техники Университета Торонто показывает, что GDI не обязательно является более экологичным выбором.Хотя двигатели GDI выделяют более низкие уровни CO2, они выделяют больше черного углерода - частиц, способствующих потеплению климата, обычно известных как сажа, - и токсичных летучих органических соединений, таких как бензол и толуол.

«Главной мотивацией для создания этих двигателей в первую очередь была экономия топлива. Но мы не учли другие выбросы, связанные с климатом», - говорит Грег Эванс, профессор кафедры химической инженерии и прикладной химии и директор Центра исследований атмосферных аэрозолей в Южном Онтарио.«Если автомобиль испускает небольшое количество сажи, он может полностью нейтрализовать меньшее количество CO2, которое он выделяет».

Эванс, доктор Наоми Циммерман (ChemE PhD 1T5) и профессор Джим Уоллес (MIE), директор Лаборатории исследований и разработок двигателей в Университете Торонто, впервые изучили химический состав выбросов двигателей GDI. Они обнаружили, что выбросы GDI находятся в 73-м процентиле всех транспортных средств, исследованных на черный углерод, и в 80-90-м процентиле для летучих органических соединений.

Затем они рассмотрели климатические компромиссы между сокращением выбросов CO2 и увеличением содержания черного углерода, чтобы определить, приносит ли этот новый тип двигателя чистую климатическую выгоду. Они обнаружили, что выбор «более экологичного» двигателя GDI зависит от нескольких факторов, включая состав топлива, температуру и срок службы автомобиля.

Их работа появилась в двух статьях в журнале Environmental Science & Technology .

Автомобили с более новыми бензиновыми двигателями с прямым впрыском (GDI) выделяют больше сажи, чем автомобили с традиционными двигателями с непосредственным впрыском топлива (PFI), но установка фильтров может уменьшить это. Предоставлено: Американское химическое общество.

«Мы обнаружили, что в некоторых случаях вам необходимо повысить экономию топлива до 20 процентов, чтобы компенсировать выбросы черного углерода», - говорит Циммерман, ведущий автор исследований. «Смещение черного углерода может быть реалистичным в таком месте, как Калифорния, где состав топлива регулируется более строго, а сезонные температуры колеблются меньше, но в Канаде труднее этого достичь»."

Эванс и Циммерман также сравнили обычные типы бензиновых двигателей, называемые портом впрыска топлива или PFI, с двигателями GDI. Они обнаружили, что замена более старого двигателя PFI с 2005 года на новый двигатель GDI с 2015 года означала повышение экономии топлива на 11 процентов, но замена двигателя PFI 2010 года с двигателем GDI 2015 года показала только экономию топлива на один процент.

«Все сложные взаимодействия показывают, что из-за благонамеренного желания смягчить потепление климата, технология быстро меняется, и мы не учитываем должным образом все компромиссы и побочные эффекты», - говорит Эванс.«По мере улучшения конструкции двигателя баланс между всеми этими факторами может снова измениться».


Технология двигателей на пути к соответствию нормам выбросов
Дополнительная информация: Наоми Циммерман и др. Оценка климатических компромиссов бензиновых двигателей с прямым впрыском, Экология и технология (2016).DOI: 10.1021 / acs.est.6b01800 Предоставлено Университет Торонто

Цитирование : Думаете, бензиновый двигатель с непосредственным впрыском - это зеленый выбор? Возможно нет (2016, 13 июля) извлечено 17 июля 2020 г. с https: // физ.орг / Новости / 2016-07-бензин-прямой-зеленый-choice.html

Этот документ защищен авторским правом. Кроме честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.