Система безпосереднього впорскування палива
Реклама

Система безпосереднього впорскування

система безпосереднього впорскування

Система безпосереднього впорскування палива

Система безпосереднього впорскування палива є найсучаснішою системою впорскування палива бензинових двигунів. В основу роботи системи покладено впорскування палива безпосередньо в камеру згорання двигуна.

Вперше система безпосереднього впорскування буда застосована на двигуні GDI (Gasoline Direct Injection – безпосереднє впорскування бензину), який встановлюється на автомобілі компанії Mitsubishi. На даний момент система безпосереднього впорскування використовується у двигунах багатьох автовиробників. Так, в Audi це двигуни TFSI, у Volkswagen — двигуни FSI, TSI, у BMW — двигуни N54, N63, в Infiniti — двигуни M56, у Ford — двигуни EcoBoost, у Mazda — двигуни Skyactiv, у Mercedes-Benz — двигуни CGI, і т.д.

Застосування системи безпосереднього впорскування дозволяє досягти до 15% економії палива, а також скоротити викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами.

Будова системи безпосереднього впорскування палива

Конструкція системи безпосереднього впорскування палива розглянута на прикладі системи, котра встановлюється у двигуни FSI (Fuel Stratified Injection — пошарове впорскування палива). Система безпосереднього впорскування складає контур високого тиску паливної системи двигуна і включає паливний насос високого тиску, регулятор тиску палива, паливну рампу, запобіжний клапан, датчик високого тиску і форсунки впорскування.

Схема система безпосереднього впорскування

  1. паливний бак;
  2. паливний насос;
  3. паливний фільтр;
  4. пропускний клапан;
  5. регулятор тиску палива;
  6. паливний насос високого тиску;
  7. трубопровід високого тиску;
  8. розподільний трубопровід;
  9. датчик високого тиску;
  10. запобіжний клапан;
  11. форсунки уприскування;
  12. адсорбер;
  13. електромагнітний запірний клапан продувки адсорбера.

Паливний насос високого тиску служить для подачі палива до головної рампи і далі до форсунок впорскування під високим тиском (3-11 МПА) у відповідності з потребами двигуна. Основну конструкції насоса складає один або кілька плунжерів. Насос приводиться в дію від розподільного валу впускних клапанів.

Регулятор тиску палива забезпечує дозовану подачу палива наносом у відповідності з впорскуванням форсунки. Регулятор розташований в паливному насосі високого тиску. Паливна рампа служить для розподілення палива по форсунках впорскування і запобігання пульсації палива в контурі. Запобіжний клапан захищає елементи системи впорскування від передавальних тисків, що виникають при температурному розширенні палива. Клапан встановлюється на паливні рампі.

Датчик високого тиску призначений для вимірювання тиску в паливні рампі. У відповідності з сигналами датчика блок управління двигуном може змінювати тиску в паливній рампі. Форсунка впорскуавння забезпечує розпилення палива в камері згорання для утворення палино-повітряної суміші.

Узгоджену роботу системи забезпечує електронна система управління двигуном, яка є подальшим розвитком об’єднаної системи впорскування і запалювання. Стандартно управління двигуном об’єднує вхідні датчики, блок управління і виконавчі механізми.

Крім датчика високого тиску палива в інтересах системи безпосереднього впорскування працюють датчик частоти обертання колінчастого валу, датчик положення педалі акселератора, витратомір колінчастого валу, датчик положення розподільного валу, датчик положення педалі акселератора, витратомір повітря, датчик температури охолоджувальної рідини, датчик температури повітря на впуску.

У сукупності датчики забезпечують необхідною інформацією блок управління двигуном, на основі якої блок діє на виконавчі механізми — електромагнітні клапани форсунок, запобіжний і перепускний клапани.

Принцип дії системи безпосереднього впорскування

Система безпосереднього впорскування в результаті роботи забезпечує декілька видів сумішоутворення:

  • пошарове;
  • стехіометричне гомогенне;
  • гомогенне.

Таке різноманіття в сумішоутворенні визначає високу ефективність використання палива (економія, якість суміші, її повне згорання, збільшення потужності, зменшення шкідливих викидів) на всіх режимах роботи двигуна.

Пошарове сумішоутворення використовується при роботі двигуна на малих і середніх оборотів і навантаженнях. Стехіометричне (інша назва — легкоспалахуване) гомогенне (інша назва — однорідне) сумішоутворення застосовується при високих оборотах двигуна і великих навантаженнях. На бідній гомогенній суміші двигун працює в проміжних режимах.

При пошаровому сумішоутворенні дросельна заслінка майже повністю відкрита, впускні заслінки закриті. Повітря поступає в камери згорання з великою швидкістю, з утворенням повітряного вихору. Впроскування палива відбувається в зону свічки запалювання в кінці такту стискування. За нетривалий час до загоряння в районі свічки запалювання утворюється паливно-повітряна суміш з коефіцієнтом надлишку повітря від 1,5 до 3. При загорянні суміші кругом не лишається достатньо багато чистого повітря, що поступає в ролі теплоізолятора.

Гомогенне стехіометричне сумішоутворення проходить при відкритих впускних заслінках, дросельна заслінка при цьому відкривається у відповідності з положенням педалі газу. Впорскування палива відбувається на такі впуску, що сприяє утворенню однорідної суміші. Коефіцієнт надлишку повітря складає 1. Суміш загоряється і ефективно згоряє у всьому об’ємі камери згорання.

Бідна гомогенна суміш утворюється при максимально відкритій дросельній заслінці і закритими впускними заслінками. При цьому створюється інтенсивний рух повітря в циліндрах. Впорскування палива відбувається на такті впуску. Коефіцієнт надлишку повітря підтримується системою управління двигуном на рівні 1,5. При необхідності у склад суміші додаються відпрацьовані гази з випускної системи, вміст яких може досягати 25%.

Реклама