17Авг

Бензиновый с непосредственным впрыском: За что любят и ненавидят непосредственный впрыск: Статьи

Содержание

GDI — Непосредственный впрыск бензина

04.13
09

Устройство АКПП

На сайте выложены схемы внутреннего устройства АКПП Toyota

03.12
06

Обновлен прайс-лист.

Свежий прайс можно взять здесь — price_2012_07_03

12.11
15

Появился новый раздел — «Доска объявлений».

Теперь, если у Вас есть автозапчасти, вы сможете разместить объявление о продаже на нашем сайте.

 

01.11
15

Совет № 132

Гидроусилитель будет жить дольше ,если …

12.10
02

Особенности запуска двигателя в зимний период

Добавлена новая статья в разделе «Личный опыт»
«Нет плохих идей, есть недоведенные до ума или нереализованные», — так, наверное, считают японские инженеры. По крайней мере вряд ли кто-то еще сравнится с ними по числу оригинальных решений, примененных на серийных автомобилях. «А это мы придумали, мы же над этим работали!», — кричат потом в Европе и Америке. Придумали. Но не сделали. Или сочли невыгодным и бросили. А теперь догоняйте!

Уже более 100 лет на автомобили устанавливается бензиновый ДВС и уже почти 100 — двигатель Дизеля. Мы давно к ним приспособились и, хорошо зная их достоинства и недостатки, применяем тот или другой по обстоятельствам. Бензиновый двигатель легко пускается, разгоняется быстро и до высоких оборотов, имеет большую литровую мощность и дешевле стоит. Но любит «покушать», причем недешево. Поэтому его мы чаще видим на легковых и небольших грузовых автомобилях.

Дизель и сам по себе стоит дороже, и дороже в обслуживании, не столь быстроходен, выдает меньшую мощность с литра рабочего объема, имеет повышенный уровень шума и хуже пускается. Зато, и это главное, — потребляет куда меньше топлива, причем более дешевого. Понятно, что практически весь тяжелый и коммерческий транспорт «ездит» на дизелях. Но «лишних денег не бывает», и покупатели легковых автомобилей, причем не только в Европе, все чаще задумываются о том, какой двигатель им предпочесть. И довольно часто выбирают дизель. Хотя еще лучше, если бы два в одном… И быстрый, и тихий, и с легким пуском, и чтобы топливо зимой не застывало, да и мощность повыше не помешает, но вот только бы «ел» поменьше… Но чудес не бывает. Бывает теория двигателей.

Простыми словами
Чтобы топливо сгорело, нужен воздух. Но надо смешать с топливом столько воздуха, сколько нужно для полного сгорания. Такое количество воздуха называется стехеометрическим, и оно, конечно же, давно известно. Например, для бензина оптимальный (теоретически) состав топливной смеси выражается соотношением 14,7:1, то есть на 1 грамм бензина нужно 14,7 грамма воздуха. Смесь, в которой воздуха больше, чем нужно, называется бедной
, а та, в которой воздуха меньше, чем нужно (то есть больше топлива), называется богатой. Слишком бедную смесь не всегда удается поджечь, при работе на богатой смеси несгоревшее топливо бесполезно «вылетает в трубу» и растет выброс угарного газа.

Но воздух нужен не только для сгорания. Чем выше давление в цилиндре перед воспламенением смеси, тем больше отдача двигателя. И нам очень выгодно, чтобы больше воздуха попало в цилиндр на такте впуска: тем больше потом будет давление. А вот теперь пора разбираться, почему дизель экономичнее.

Вспомним, как работает ДВС. У бензинового двигателя на такте впуска смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр, затем она сжимается и поджигается искрой. У дизеля на такте впуска в цилиндр поступает только воздух, который сжимается поршнем под большим давлением и от этого еще и нагревается. К концу сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое при высоких давлении и температуре самовоспламеняется. Давление в цилиндре дизеля намного выше, чем в цилиндре бензинового двигателя: для современного безнаддувного дизеля вполне нормальна степень сжатия 20, а у серийных бензиновых, даже самых «зажатых», едва достигает 11. А выше давление в цилиндре — выше и эффективность. Сразу мысль: а поднять степень сжатия в бензиновом двигателе?! Пробовали. Но выше 11 никак не получается. Потому что есть такие явления, как детонация и калильное зажигание.

Детонация — очень быстрое сгорание топлива в точках, удаленных от свечи, сопровождается резким местным перегревом и перегрузкой деталей двигателя. Внешний признак детонации — стук — мы слышим, когда, например, на «Жигулях» пытаемся резко разогнаться после заправки низкооктановым бензином.

Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от перегретых деталей камеры сгорания (например — от того же электрода свечи).

Длительная работа с детонацией и калильным зажиганием недопустима: мотор быстро выйдет из строя. Детонацию и калильное зажигание провоцируют высокая температура и высокое давление. Во избежание детонации моторы с высокой степенью сжатия «кормят» высокооктановым бензином (98), но выше степени сжатия 11 и его «не хватает».

Теперь посмотрим, что происходит при малых нагрузках. Вот мы «убавили газ» и поехали медленнее. Что это значит для бензинового мотора? Когда мы отпускаем педаль акселератора, на впуске прикрывается дроссельная заслонка, а это значит, что мы уменьшаем не только количество подаваемого топлива, но и количество воздуха. Меньше воздуха в цилиндре — меньше давление в конце сжатия. Но это при карбюраторе, скажете вы. А как же бензиновый двигатель с впрыском топлива? Ведь там-то можно уменьшить подачу топлива, не уменьшая количество воздуха? Можно, но до определенного предела. Потому что слишком бедная смесь не будет поджигаться искрой, и чтобы смесь не обеднилась слишком сильно, дроссель все же придется прикрыть, и давление снизится. Меньше давление в цилиндре — меньше момент на выходе.

А что значит «отпустить педаль» у дизеля? Это значит, что в цилиндр будет просто подаваться меньше топлива. Но количество всасываемого воздуха останется прежним, и давление в конце такта впуска не изменится. Да, смесь в цилиндре станет бедной, но дизель благополучно работает и на бедной смеси — ведь там другой принцип воспламенения и другое топливо! И дизель остается весьма эффективным и при малых нагрузках. А мы, кажется, дошли до главного: если мы хотим сделать бензиновый двигатель экономичным, «эластичным» и при этом более мощным, то мы должны избавить его от детонации и научить «питаться» бедной смесью.

На некалорийной пище
Итак, проблема в том, что искра упорно не желает воспламенять бензовоздушную смесь более бедную, чем в соотношении 17:1. Но ведь можно заполнять цилиндр совсем бедной смесью, а непосредственно к свече подавать более богатую, которая загорится. Пытались: например, в форкамерном двигателе эта идея и была заложена. Реальных же результатов удалось достичь на моторах с распределенным впрыском топлива: здесь добиваются устойчивой работы на смеси с соотношением 22:1, но сильнее обеднить смесь все равно не удается. Ведь в случае обычного распределенного впрыска смесеобразование внешнее — форсунка впрыскивает бензин во впускной трубопровод. И доставить более богатую часть потока смеси к свече мы можем только за счет направления потока методами аэродинамики, например, определенным образом его завихряя. Вот если бы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр…

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском появились довольно давно и применялись в авиации уже в годы Второй мировой войны. Двигатели для автомобилей тоже разрабатывались, по крайней мере в нашей стране их испытывали уже в конце 40-х. Однако еще долгое время не удавалось справиться с серьезными недостатками непосредственного впрыска, в частности — «дизельным» дымлением на мощностных режимах. Да и мотор получался довольно дорогим, а потому экономически невыгодным. И непосредственным впрыском практически перестали заниматься.

Но не японцы. На Mitsubishi раньше других осознали, какую пользу может принести непосредственный впрыск в условиях ужесточения экологических норм, а бензин в Японии дешевым никогда не был. 15 лет усилий увенчались успехом: первые доведенные до готовности к производству моторы с непосредственным впрыском бензина были представлены публике на Франкфуртском и Токийском автосалонах осенью 1995 г. Их обозначили GDI — Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина. Спустя год на японском рынке появился серийный Mitsubishi Galant 1.8 GDI, и, наконец, в 1997 г. европейцам была предложена Carisma с двигателем 1.8 GDI.

Как устроен GDI
Действительно, двигатель Mitsubishi GDI напоминает по конструкции и обычный бензиновый, и дизель. В каждом цилиндре присутствует и свеча зажигания, и форсунка, а топливо подается насосом высокого давления под давлением 5 МПа (50 атм.). Форсунка обеспечивает два различных режима впрыскивания топлива. Обратим внимание на следующие особенности. Впускной трубопровод подходит к цилиндру сверху. Это позволяет получить падающий поток воздуха, который после контакта с поршнем разворачивается и устремляется вверх, закручиваясь по часовой стрелке (такая организация воздушного потока позволяет достичь оптимальной концентрации топлива непосредственно около свечи). По почти прямому трубопроводу поток движется с очень высокой скоростью, и даже когда поршень достиг нижней мертвой точки, еще некоторое количества воздуха входит в цилиндр по инерции.

Поршень необычный — сверху есть выемка сферической формы. Форма поршня обеспечивает три важные функции. Во-первых, позволяет задать воздушному потоку нужное направление движения. Во-вторых, направляет впрыскиваемое топливо непосредственно к свече зажигания, что важно при работе на предельно бедных смесях. В-третьих, определяет распространение фронта пламени.

Как работает GDI

В работе GDI различаются три возможных режима в зависимости от режима движения. Работа на сверхбедных смесях. Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и загородном движении на скоростях до 120 км/ч. В этом случае топливо подается в цилиндр практически как в дизеле — в конце такта сжатия. Топливо впрыскивается компактным факелом и, смешиваясь с воздухом, направляется сферической выемкой поршня. В результате наиболее обогащенное топливом облако оказывается непосредственно около свечи зажигания и благополучно воспламеняется, поджигая затем бедную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа на стехиометрической смеси. Этот режим используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. При стехиометрическом составе смеси с воспламенением никаких проблем не возникает. Но поскольку было бы желательно повысить степень сжатия, то важным становится не допустить детонации и калильного зажигания. Впрыск топлива осуществляется в процессе такта впуска. Топливо впрыскивается коническим факелом, распыляется по всему цилиндру и, испаряясь, охлаждает при этом воздух в цилиндре. Благодаря охлаждению снижается вероятность детонации и калильного зажигания.

И еще один режим реализует система управления GDI. Он позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации еще возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа. Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1. А на «подготовку» детонации времени уже не остается.

Итак, что, в конце концов, получется на выходе? Степень сжатия удалось поднять до 12—12,5, улучшилось наполнение воздухом. Двигатель устойчиво работает и на очень бедной смеси. Результат: по сравнению с «обычным» бензиновым двигателем GDI расходует на 10% меньше топлива, выдает на 10% больше мощности и выбрасывает на 20% меньше углекислого газа. Но это в Японии. Из-за того, что бензин в Европе содержит много серы, при подготовке европейской версии мотора от одного из преимуществ — повышенной мощности — пришлось отказаться…

В России GDI дебютировал весной 2000 г. на Mitsubishi Pajero Pinin (1,8) и Pajero III (3,5 — V6). Осенью к ним присоединилась Carisma 1.8 GDI, а в 2001 г. возможно появление и других моделей. На сегодня гамма двигателей Mitsubishi с непосредственным впрыском бензина включает рядные «четверки» рабочим объемом 1,5; 1,8; 1,8 с турбонаддувом; 2,0; 2,4 л, а также 3,0- и 3,5-литровые V-образные «шестерки». Общее число моторов GDI, выпущенных на заводе в Киото, уже превысило 720 тысяч шт. Помимо автомобилей Mitsubishi они устанавливаются на некоторые модификации Volvo S40/V40. Кроме того, производство двигателей GDI по лицензии Mitsubishi освоено компанией Hyundai Motor (в том числе V8-4,5 л) и готовится на Peugeot. Ведутся переговоры со многими другими автопроизводителями.

 

Для общего развития

 

===============================

===============================

 

 

 

 

===============================

 

Наши посетители:

неактивные точки — прошлые визиты.

активные точки — сейчас на сайте.

=============================

 

Наши цены

 

 

 

=============================

=============================

Какие преимущества имеет двигатель с непосредственным впрыском бензина

Просто о сложном: что такое непосредственный впрыск топлива

Например, всё тот же пресловутый TSI. Известно, что бензина потребляет мало, а едет не по-силам шустро. Да в общем-то, уже практически все крупные автопроизводители перешли на непосредственный впрыск. А как он устроен и чем отличается от «посредственного»? 🙂 Давайте разбираться.
Вообще, для начала неплохо бы рассмотреть, чем в принципе система с впрыском топлива (она же инжекторная) отличается от «дедушки» всех топливных систем автомобиля — карбюратора. Но об этом я расскажу как-нибудь позже, а сегодня поговорим об отличиях непосредственного впрыска бензина от распределенного — классического, то бишь.

Пройдя нелегкий путь от топливного бака до топливной рейки двигателя, бензин попадает в цилиндры. Это общая очевидная схема. А вот далее начинаются различия.

Распределенный впрыск

В системе с распределенным впрыском топлива форсунка (это устройство, распрыскивающие топливо в виде мелкодисперсной пыли) установлена во впускном коллекторе — по одной перед каждым цилиндром. То есть она расположена перед впускным клапаном.

Что происходит в процессе работы: на такте впуска, когда поршень идет вниз и впускной клапан открывается, форсунка впрыскивает необходимое количество топлива во впускной коллектор, где он, перемешиваясь с воздухом, попадает в цилиндр уже в виде готовой топливо-воздушной смеси. После чего, на такте сжатия смесь эта сжимается и поджигается свечой.

Непосредственный впрыск

А вот в случае с непосредственным впрыском, форсунка стоит в головке блока цилиндров и часть ее «торчит» непосредственно (ага) в камере сгорания. И топливо впрыскивается не на такте впуска, а в конце такта сжатия, когда и перемешивается с воздухом — уже практически в момент поджига свечой.
Примечание . Здесь стоит отметить, что системы непосредственного впрыска имеют разные алогоритмы подачи топлива — в том числе и такой, когда подача осуществляется и на такте впуска, и на такте сжатия.

Отличия друг от друга

Ниже на картинке я очень схематично сравнил момент работы этих двух систем. Но не вдаваясь в технические тонкости процесса, здесь просто нужно понять главное отличие этих двух вариантов питания:

В системе с распределенным впрыском в цилиндры поступает уже готовая смесь воздуха и бензина. В системе с непосредственным впрыском топливо подается отдельно, смешиваясь с воздухом уже в цилиндре.

Логично задать вопрос: какие плюсы дает второй вариант?

Основных преимуществ целая куча:

  • Конечно, топливная экономичность. Системы с непосредственным впрыском ( далее — НВ ) умеют работать на сверхбедных составах смеси. Так, широко распространенный двигатель 1.8 TSI от Volkswagen на холостых «нюхает» всего около 0.6-0.7 литра в час.
  • Второй конек таких систем — удельная мощность на единицу объема. Другими словами, двигатель с НВ будет на 10-15% мощнее своего аналога одинакового объема с классической распределенной системой питания. Это достигается за счет как более точной дозировки топлива в различных режимах работы двигателя, так и за счет более оптимизированной схемы смешивания с воздухом и последующего более эффективного сгорания смеси.
  • Хоть и мало кого в нашей стране волнует, но экологичность. Собственно, это является следствием всего вышеперечисленного. Меньше расход топлива — меньше накоптит воздух, если говорить по-простому. Плюс, возможность работы на сверхбедных смесях и более эффективное (т.е., более полное, без «сажи») сгорание, сами по себе делают выхлоп более чистым.

Разумеется, нельзя не сказать и о недостатках, куда же без них. 🙂

  • Дорого. Топливная аппаратура систем с НВ на порядок дороже и сложнее классических.
  • Высокая чувствительность к качеству топлива. Кстати, один из основополагающих факторов отпугивания людей при покупке машины с НВ. Наверняка многие помнят байки, как первопроходцы систем с непосредственным впрыском (японцы со своим GDI) могли запросто и враз помереть после одной заправки в какой-нибудь деревне, в те самые веселые 90-е годы. Так вот, байки-байками, а таки действительно могли.

Конечно, сейчас такие системы питания уже давно отлажены и получили широчайшее распространение, а качество бензина в крупных городах даже у нас в целом стало более-менее сносным. Так что, не нужно поддаваться паранойе: если вы не планируете регулярно эксплуатировать такую машину глубоко в «Васюках», то всё будет хорошо. Скажу больше — на непосредственный впрыск постепенно переходят даже недорогие бренды, а носителями таких моторов становятся модели всё доступнее по классу.

Надеюсь, кому-то было полезно!

P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке! Делитесь в соцсетях!

Другие мои статьи на авто тему ниже и также в журнале Дзен OVER9000:

Источник

Как работает непосредственный впрыск и так ли он хорош

Дифирамбов прямому впрыску достаточно написано в рекламных материалах. А мы попробуем говорить относительно беспристрастно.

Что такое непосредственный впрыск

Это такое устройство топливной системы, при котором бензин впрыскивается форсункой прямо в цилиндр. Этим он отличается от впрыска «обыкновенного» — когда форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор.

Называть эту систему инновационной, пожалуй, уже поздновато — она была реализована на многих самолетах времен Великой Отечественной войны. Так, например, она была применена на истребителе Ла-5ФН.

А вот на автомобилях относительно массовой она стала уже в конце двадцатого-начале двадцать первого века, примерно с появлением электронного управления двигателем. Это в первую очередь была фирма Mitsubishi с системой, которую они назвали GDI. Потом за ними потянулись и другие японские марки — так, например, можно назвать Toyota с двигателем D-4. Потом все это как-то притихло, и вот начавшее падать знамя непосредственного впрыска подхватил концерн VAG, да так, что по этой узкой тропинке между экономией на топливе и экономией на стоимости компонентов двигателя ломанусь и многие другие автопроизводители.

Для чего все это затевалось

Как бы ни кипел и бушевал внутренний инженер внутри любого сотрудника автомобильной компании, разработка большинства тех систем, что мы видим в современных автомобилях, вызвана была отнюдь не желанием сделать самый высокотехнологичный продукт. Нет, как правило, толчком всех инноваций в системах, управляющих формированием смеси, служат экологические нормы. Широким росчерком пера регулирующие органы вводят новые нормы. После этого (а как правило, несколько раньше) автопроизводители внедряют новые системы, позволяющие этим нормам удовлетворять.

Нам сложно сейчас судить о том, какая мотивация была у фирмы Mitsubishi, но исходя из общих тенденций — как минимум, очень схожая.

Главной особенностью («киллер-фичей», если задействовать сленг из другой профессиональной области) технологии GDI позиционировалась возможность работы на сверхбедных смесях. Здесь сразу надо сделать отступление и рассмотреть обычный режим работы двигателя.

На такте впуска поршень в цилиндре идет вниз, открывается впускной клапан, а форсунка «брызгает» топливом. Порцию топлива вместе с воздухом засасывает в цилиндр создаваемым разрежением. Попутно из-за турбулентности и тому подобных эффектов топливо перемешивается с воздухом, и продолжает это делать на такте сжатия, когда впускной клапан закрыт, а цилиндр идет вверх. Таким образом, к моменту достижения верхней мертвой точки в цилиндре оказывается сжатая равномерная смесь. Причем количество топлива, впрыснутое форсункой, рассчитывается так, чтобы его соотношение к воздуху составляло 1:14,7 (или немного беднее/богаче в зависимости от требуемого режима работы двигателя) — такая смесь называется стехиометрической, и горит лучше всего.

А идея работы на сверхбедной смеси заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр на такте сжатия, когда поршень уже почти достиг верхней мертвой точки. Благодаря специальной форме днища поршня, впрыснутая порция топлива завихряется таким образом, что по центру камеры сгорания (в районе свечи зажигания) образуется область со стехиометическим соотношением, а вокруг нее — сплошной чистый воздух. Суммарно соотношение топлива к воздуху в цилиндре составляет вплоть до 1:40, за что и получено название сверхбедной смеси. При этом режим этот применяется на малых нагрузках, когда горения этого малого заряда смеси достаточно для того, чтобы крутить двигатель.

Еще этот режим называется «послойным» (слой воздуха-слой нормальной смеси) или гетерогенным (т.к. состав смеси в цилиндре неоднородный). Вот так это выглядит на картинке:

При этом, разумеется, никто не запрещает и не мешает работать в штатном режиме — впрыскивая топливо на такте впуска (пусть и в цилиндр, а не во впуск). За время такта впуска и сжания воздух перемешается с топливом ничуть не хуже. Более того, этот режим даже необходим — в режимах средних и больших нагрузок.

Увы, засада ждала со стороны той же экологии. В режиме сверхбедной смеси в камере сгорания оказались идеальные условия для образования оксидов азота (NOx) — высокая температура и избыток воздуха. Для решения этой проблемы стали городить специальное дополнение к катализатору. В нем оксиды азота задерживались, а потом, при переходе в режим гомогенной смеси, получаемыми соединениями CH восстанавливались до безобидных соединений. Поэтому мотор с послойным смесеобразованием на холостом ходу будет периодически переходить на режим обычного смесеобразования, а потом возвращаться обратно.

Все эти механизмы решения проблемы в итоге тратили слишком много ресурсов при сомнительном результате — существенной экономии топлива послойное смесеобразование так и не дало. Настолько, что и VAG в конечном итоге отказался от режима послойного смесеобразования — хотя в его линейке и остались двигатели со словами FSI — но самого режима » Fuel Stratified Injection» (так это расшифровывается) в нем не осталось. Преемником стали системы TSI, которые хоть этого режима и не имеют, но по-прежнему впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр.

А зачем тогда непосредственный впрыск?

Хотя затея со сверхбедной смесью и провалилась, непосредственный впрыск остался. Это не случайно. Возможность впрыскивать топливо в произвольном количестве и в произвольный момент позволяет гораздо более гибко управлять составом смеси, добиваясь более высоких показателей как в части экологичности, так и в части мощности. Конечно, никакой революции эта технология не принесла, но управлять точнее стало можно.

Надо заметить, впрочем, что дальнейшая практика показала, что в некоторых режимах непосредственный впрыск приводит к повышенному количеству токсичных выбросов. Поэтому у того же концерна VAG есть системы, содержащие в себе два набора форсунок — низкого давления для впрыска в коллектор, и высокого давления — для впрыска в цилиндр.

Конструктивные отличия системы с непосредственным впрыском

Существенных отличий, если говорить о топливной системе, а не о программе в блоке управления, не так уж и много. В сущности, это просто наличие ТНВД в топливном контуре:

Помимо насоса, в системе еще присутствует датчик давления и клапан-регулятор давления топлива, управляемый электронно. Это необходимо, так как блок управления может менять давление топлива в магистрали высокого давления в зависимости от режима.

Так это ж почти дизель? Зачем тогда вот это все?

Да, по схеме топливной системы это почти дизель. Но разница в принципе воспламенения, величинах давления и других параметрах довольно велика. Поэтому все же, несмотря на все «навороты», это классический бензиновый двигатель со всеми присущими ему особенностями. А об устройстве дизеля мы поговорим в следующем выпуске.

Источник

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива

Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?

Двигатели с непосредственным впрыском (также используется термин «прямой впрыск», или GDI) начали появляться на автомобилях не так давно. Однако технология набирает популярность и все чаще встречается на моторах новых автомобилей. Сегодня мы в общих чертах постараемся ответить, что такое технология непосредственного впрыска и стоит ли ее опасаться?

Для начала стоит отметить, что главной отличительной особенностью технологии является расположение форсунок, которые размещены непосредственно в головке блока цилиндров, соответственно, и впрыск под огромным давлением происходит напрямую в цилиндры, в отличие от давно зарекомендовавшей себя с лучшей стороны системы впрыска горючего во впускной коллектор.

Прямой впрыск впервые был испытан в серийном производстве японским автопроизводителем Mitsubishi. Эксплуатация показала, что среди плюсов главными преимуществами стали экономичность – от 10% до 20%, мощность – плюс 5% и экологичность. Основной минус – форсунки крайне требовательны к качеству топлива.

Стоит также отметить, что схожая система уже долгие десятилетия успешно устанавливается на дизельные двигатели. Однако именно на бензиновых моторах применение технологии было сопряжено с рядом трудностей, которые до сих пор не были окончательно решены.

В видео с YouTube-канала «Savagegeese» объясняется, что такое прямой впрыск и что может пойти не так в ходе эксплуатации автомобиля с данной системой. В дополнение к главным плюсам и минусам в видеоролике также объясняются тонкости профилактического обслуживания системы. Кроме того, в ролике затрагивается тема систем впрыска во впускные каналы, которые можно в изобилии наблюдать на более старых моторах, а также моторы, которые используют оба метода впрыска горючего. Наглядно используя диаграммы Bosch, ведущий объясняет, как все это работает.

Чтоб узнать все нюансы, предлагаем посмотреть видео ниже (включение перевода субтитров поможет разобраться, если вы не очень хорошо знаете английский). Для тех, кому не слишком интересно смотреть, об основных плюсах и минусах непосредственного впрыска бензина можно прочитать ниже, после видео:

Итак, экологичность и экономичность – благие цели, но вот чем чревато использование современной технологии в вашем автомобиле:

Минусы

1. Очень сложная конструкция.

2. Отсюда вытекает вторая важная проблема. Поскольку молодая бензиновая технология подразумевает внесение серьезных изменений в конструкцию головок цилиндров двигателя, конструкцию самих форсунок и попутное изменение иных деталей мотора, к примеру ТНВД (топливный насос высокого давления), стоимость автомобилей с непосредственным впрыском топлива выше.

3. Производство самих частей системы питания также должно быть крайне точным. Форсунки развивают давление от 50 до 200 атмосфер.

Прибавьте к этому работу форсунки в непосредственной близости со сгораемым топливом и давлением внутри цилиндра и получите необходимость производства очень высокопрочных компонентов.

4. Поскольку сопла форсунок смотрят в камеру сгорания, все продукты сгорания бензина также осаждаются на них, постепенно забивая или выводя форсунку из строя. Это, пожалуй, самый серьезный минус использования конструкции GDI в российских реалиях.

5. Помимо этого необходимо очень тщательно следить за состоянием двигателя. Если в цилиндрах начинает происходить угар масла, продукты его термического распада достаточно быстро выведут из строя форсунку, засорят впускные клапаны, образовав на них несмываемый налет из отложений. Не стоит забывать, что классический впрыск с форсунками, расположенными во впускном коллекторе, хорошо очищает впускные клапаны, омывая их под давлением топливом.

6. Дорогой ремонт и необходимость профилактического обслуживания, которое тоже недешевое.

Помимо этого, в видео также объясняется, что при ненадлежащей эксплуатации на автомобилях с прямым впрыском могут наблюдаться загрязнение клапанов и ухудшение производительности, в особенности на турбированных двигателях.

Плюсы

2. Экономичность (правда, здесь нужно сделать оговорку: реальная экономия бензина доступна в условиях, близких к идеальным) – экономия 5-10%.

3. Немного более высокая мощность.

4. GDI при непосредственном попадании топлива в цилиндр охлаждает головку поршня.

5. Происходит лучшее смешение топливовоздушной смеси в цилиндрах.

7. Требуется гораздо меньше топлива, смесь при определенных условиях работы мотора может обедняться до 30:1

8. Процесс работы двигателя точнее контролируется при помощи компьютера.

Таким образом, если выполнять определенные правила, предписанные автопроизводителем, а именно заправляться на проверенных заправках качественным топливом и регулярно проводить техническое обслуживание топливной системы автомобиля, то ухудшения качеств мотора, а тем более поломок оборудования можно избежать. Специалисты также советуют проводить прочистку форсунок после каждых 50-60 тыс. км.

Источник

Непосредственный впрыск топлива

В поисках способа усовершенствовать систему распределенного впрыска инженеры пришли к выводу, что для оптимизации сгорания топлива его лучше впрыскивать прямо в цилиндры, а не во впускной коллектор. Эта идея привела к появлению систем впрыска нового поколения.

История создания непосредственного впрыска топлива

Изобретателем системы непосредственного впрыска принято считать французского инженера и автопромышленника Леона Левассора. Он установил первую систему подобного рода на авиационный двигатель V8 в качестве экспериментальной, с целью решить основную проблему самолетных двигателей внутреннего сгорания — нарушения работы впрыска в момент переворота аэроплана. В 1907 году этим двигателем был оснащен моноплан Antoinette VII.

Первую автомобильную систему непосредственного впрыска разработала компания Bosch, а установлена она была впервые на автомобили ныне несуществующих немецких марок Goliath и Gutbrod в 1952 году.

Непосредственный впрыск топлива.

В семидесятые годы, побуждаемая топливным кризисом, американская компания AMC занялась разработкой собственной системы непосредственного впрыска, которой впоследствии оснащали двигатели одноименных автомобилей. Система называлась SCFI. Примерно в те же годы концерн Ford выпустил на рынок собственную разработку под названием ProCo.

В современном автопроме первой активно начала продвигать непосредственный впрыск компания Mitsubishi в 1996 году

Системы обладали рядом недостатков, и после окончания кризиса интерес к непосредсвенному впрыску снизился. Следующая волна разработок пришлась на середину девяностых.

Первой активно начала продвигать непосредственный впрыск компания Mitsubishi в 1996 году, установив систему GDI на четырехцилиндровый двигатель 4G93 автомобиля Galant.

В 2000 году появилась, вероятно, наиболее известная в наши дни система непосредственного впрыска FSI концерна Volkswagen-Audi group

Toyota выпустила собственную систему D4 на внутренний рынок Японии в 1998 году. В 1999 была представлена система IDE компании Renault.

В 2000 году появилась система FSI (и TFSI в случае установки на двигатель турбины) концерна Volkswagen-Audi group.

В дальнейшем в том или ином виде свои системы представили все крупнейшие мировые производители. Непосредственный впрыск остается крайне актуальной темой в связи с интересом к экономии и жестким экологическим нормам в современном автомобилестроении.

Принцип работы непосредственного впрыска топлива

Непосредственный впрыск топлива — разновидность распределенного впрыска, применяемая в наиболее современных двухтактных и четырехтактных двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее широкое распространение система получила в современных дизельных двигателях, так как дизельное топливо тяжелее бензина, и проблема оптимизации сгорания для них более актуальна

В системах непосредственного впрыска топливо сначала аккумулируется в магистрали под высоким давлением (более высоким, чем в обыкновенных инжекторных системах), а затем при помощи форсунок впрыскивается непосредственно в цилиндры, то есть в камеру сгорания, куда заранее уже закачан воздух.

При непосредственном впрыске топливо-воздушная смесь преднамеренно обеднена, что способствует повышению экономичности двигателя. При этом проблема снижения мощности решается за счет более эффективного распрыскивания топлива. Одно и то же количество топлива в зависимости от размера капель при распрыскивании сгорает по разному. Мелкие капли, смешавшись с воздухом, образуют в камере сгорания туман, в котором пламя распространяется равномерно. Топливо при таком распрыскивании сгорает практически без остатка, и продуктов сгорания почти не остается. При таком сгорании меньшая доза топлива отдает столько же тепла, сколько отдает большая доза при распрыскивании относительно крупными каплями. В последнее время исследования по оптимизации сгорания продолжаются. Наиболее перспективным направлением считается развитие послойного впрыска. Топливо при послойном впрыске попадает в камеру сгорания несколькими частями с очень малым интервалом. Этот алгоритм позволил добиться дополнительной оптимизации сгорании топлива.

Единственный недостаток непосредственного впрыска — усложнение конструкции и увеличение себестоимости компонентов. Производителям приходится проводить отладку системы уже после начала продаж

Дополнительная экономия достигается за счет точной дозировки топлива и открытия форсунок в строго определенное время. Благодаря компьютерному управлению момент и период открытия форсунок могут оперативно изменяться в зависимости от текущей нагрузки на двигатель.

В системах непосредственного впрыска основной упор сделан на дозировку топлива, поэтому роль дроссельной заслонки в регулировке состава смеси постепенно сходит на нет. По сути, в системах, подобных Valvetronic компании BMW, VVEL фирмы Nissan, Valvematic фирмы Toyota или MultiAir производства Fiat, дроссельная заслонка перестала быть главным инструментом, регулирующим поток воздуха, попадающего в камеру сгорания. Помимо системы дозировки топлива, функцию дроссельной заслонки отчасти взяла на себя система интеллектуального контроля фаз газораспределения.

Непосредственный впрыск конструктивно сближает систему впуска бензинового и дизельного двигателей

Благодаря применению непосредственного впрыска топлива появилась возможность заложить в блок управления разные программы управления впрыском и зажиганием, регулирующие работу режима в основных режимах, как правило, в трех — холостые обороты (и близкие к ним), движение под большой нагрузкой, движение при малой нагрузке. В каждом из этих режимов количество топлива в смеси разное. В режиме преднамеренно обедненной смеси достигается наибольшая экономичность, в стехиометрическом (то есть близком к оптимальному) сохраняется уверенная тяга при средней нагрузке, в форсированном — двигатель развивает максимальную мощность. Во время движения автомобиля блок управления двигателем постоянно меняет эти режимы, в зависимости от ситуации.

Режимы работы непосредственного впрыска

Режим обедненной смеси используется, когда нагрузка на двигатель минимальна: при движении на постоянной или снижающейся скорости.

Обычное, так называемое стехиометрическое (оптимальное) соотношение масс воздуха и бензина в камере сгорания, необходимое для успешного зажигания и сгорания топливо-воздушной смеси — 14.7:1. Однако в вышеописанных ситуациях, то есть когда обороты двигателя быстро или постепенно замедляются, его можно без вреда для двигателя менять в пользу меньшего количества топлива. Таким образом, в режиме обедненной смеси количество долей воздуха может достигать 65 (а иногда и более) к одной доле топлива.

В сложной системе непосредственного впрыска повышается вероятность сбоя. Известны случаи отзыва автомобилей, оснащенных системами впрыска этого типа

Стехиометрический режим используется при равномерном движении с постоянной нагрузкой на двигатель. В этом режиме воздух и топливо смешиваются в идеальной пропорции, что способствует полному сгоранию.

В форсированном режиме содержание топлива в смеси слегка превышено. Это способствует развитию максимальной мощности, что целесообразно, к примеру, для нагруженного автомобиля, движущегося в гору.

Система непосредственного впрыска топлива

Система непосредственного впрыска топлива

Информация о материале
Автор: Владимир Бекренёв
Просмотров: 32288

История создания

«Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры. Топливо подается под большим давлением в камеру сгорания каждого цилиндра в противоположность стандартной системе распределённого впрыска топлива, где впрыск производится во впускной коллектор. Такие двигатели более экономичны (до 15% экономии), отвечают более высоким экологическим стандартам, однако они более требовательны к обслуживанию и качеству топлива.»(цитата из Википедии — свободной энциклопедии.)

Впрыск топлива в цилиндр был известен еще на самой заре автомобилестроения. В начале 1890-х годов немец Рудольф Дизель и англичанин Герберт Акройд-Стюарт защитили права на собственные схемы двигателя внутреннего сгорания, работающего на мазуте. Теория Рудольфа Дизеля — экономичного теплового двигателя, который работает благодаря высокой степени сжатия в цилиндрах, впоследствии оказалась очень эффективной. Английский же инженер Акройд Стюарт также предложил двигатель, в котором всасываемый в цилиндр воздух сжимался, затем в конце такта сжатия поступал в колбу, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя колба нагревалась при помощи паяльной лампы. После того, как двигатель запустился, он работал уже без внешнего подогрева. В двигателе Акройд-Стюарта впервые возникает прообраз насос-форсунки — (jerk pump). Акройд Стюарт не заинтересовался преимуществами, которые дает высокая степень сжатия и не заметил огромного преимущества экономии топлива предложенной в теории Дизеля. Инженер Йонас Хессельман (Jonas Hesselman) сумел объединить идеи обоих изобретателей в одной конструкции. В 1925 году он выпустил первый в истории транспорта двигатель с непосредственным бензиновым впрыском. Это был своеобразный гибридный двигатель, работавший на всем, что горит: топливом для него могли служить бензин, керосин, солярка, масло… Горючее любого вида впрыскивалось насосом в камеру сгорания через форсунку, подобную той, что применялась на дизелях. Заводился двигатель Хассельмана только на бензине (он зажигался в камере сгорания обычной свечой), а прогревшись до рабочей температуры, переключался на другое топливо. Никого не смущала заправка двух топливных баков разными видами топлива. На грузовики VOLVO такие ДВС устанавливали до 1947 года! Но полноценный бензиновый впрыск появился немного позже. До поры до времени пара насос-форсунка применялась лишь на дизельных двигателях. Перенести ее на бензиновые агрегаты мешало отсутствие эффективной внутренней смазки: в отличие от солярки бензин не имеет смазывающих свойств, поэтому экспериментальные насосы нередко заклинивало. Специалисты из “Bosch” долго боролись с этой проблемой в 30-е годы, но всё же решили её. Впервые применение непосредственного впрыска топлива с механическим управлением было реализовано на авиационном двигателе Daimler-Benz DB 601. По конструкции DB 601 традиционный V-образный — 12ти цилиндровый двигатель c жидкостным охлаждением, построен на базе карбюраторного DB 600. Оригинальный немецкий мотор ставили на: Dornier Do 215, Heinkel He 100, Henschel Hs 130A-0, Messerschmitt Bf 109, Messerschmitt Bf 110, Messerschmitt Me 210.
DB 601 был одним из лучших двигателей с непосредственным впрыском топлива времен 2-й Мировой войны. Положительной особенностью этого двигателя было то, что он создавался на базе надежною карбюраторного двигателя DB 600. При создании, двигатель получил достаточный запас прочности, допускавший дополнительное форсирование. Двигатель с непосредственным впрыском оказался на 6-7% мощнее традиционного карбюраторного двигателя. Кроме того, двигатель отличался необычайно равномерным дозированием топливно-воздушной смеси. Но что было важнее всего для авиации, двигатель с непосредственным впрыском топлива стабильно работал независимо от ориентации в пространстве. Впрыск также позволял снизить вероятность пожара и взрыва при повреждении топливной системы, а при форсировании не требовалось значительно увеличивать степень сжатия.
Были у двигателя и недостатки. Прежде всего, система непосредственного впрыска весила почти в два раза больше, чем карбюратор. Для системы требовался насос, развивающий давление 200-300 атмосфер. Система отличалась требовательностью к качеству топлива. Двигатель с непосредственным впрыском не мог развить более 2400 оборотов в минуту. Наконец, большую важность представляло соблюдение технологии производства. В 1936 году новый DB 60IA-1 мощностью 1100 л.с. (топливо В4, октановое число 87) пошел в серию. Этот двигатель устанавливали на истребителях Bf-109C и ВГ-109Е. Следующей модификацией мотора стал DB 601N. Его мощность составляла 1175 л.с. Он был приспособлен для работы на бензине СЗ (октановое число 95). Так начиналась эра двигателей с непосредственным впрыском топлива.Немного позже во время второй мировой войны Советские конструкторы в кратчайшие сроки пустили в серию авиационный мотор АШ-82ФН. Этот малогабаритный мотор представлял собой 14-цилиндровую двухрядную «звезду». С воздушным охлаждением.

Цилиндры мотора расположены в два ряда (двумя звездами), в шахматном порядке по семь цилиндров в каждом ряду. Мотор относится к числу короткоходовых моторов, так как отношение длинны хода поршня к диаметру цилиндра меньше единицы. Этим обеспечивается относительно малый диаметр мотора, а следовательно, сравнительно малый удельный лоб (отношение площади лба мотора к его мощности). Габарит мотора составлял всего 1260 мм. По характеристикам АШ-82ФН превосходил лучшие образцы зарубежных моторов того времени. АШ-82ФН снабжен агрегатом непосредственного впрыска топлива в цилиндры (НВ-3У ) вместо карбюратора. Двигатель М-82ФН с насосом НВ-3У обладал рядом преимуществ по сравнению с карбюраторным двигателем: увеличенной на 6…7 % мощностью; уменьшенным на 10 % расходом топлива; способностью работы на низкосортных топливах; высокой устойчивостью работы на всех режимах, в т.ч. на больших высотах и т.д. Кроме отличия в системе питания топливом, мотор отличался от карбюраторных моторов конструкцией отдельных деталей и узлов, допускающей форсирование. Двигатель М-82ФН был установлен на самолеты Ла-5. При этом специалистам моторостроительного конструкторского бюро А. Швецова удалось без увеличения массы двигателя довести его максимальную мощность до1850 л.с Итоги испытаний нового самолета превзошли все ожидания. Достаточно сказать, что максимальная скорость полета выросла до 635 км/ч. Теперь Ла-5 по праву вышел в число лучших истребителей мира. По скорости полета на малых и средних высотах, а также по характеристикам вертикального и горизонтального маневра он значительно превосходил немецкий истребитель FW 190A. Впервые самолеты Ла-5ФН в большом количестве были применены в воздушных боях на Курской дуге. Именно здесь они доказали свое превосходство над «фокке-вульфами», также брошенными в бой в массовом количестве.Особенно четко преимущество Ла-5ФН перед FW 190 проявлялось в ближнем маневренном бою. Всего за годы войны построено 10 000 Ла-5 и 5750 Ла-7.
После войны внедрение непосредственного впрыска в массы продолжила маленькая немецкая фирма Goliath. Впервые «гражданский» непосредственный впрыск бензина появился на двухтактном двухцилиндровом моторе маленького купе Goliath 700 Sport в 1951 году. Голиафовский мотор оснащался адаптированным вариантом дизельной топливной аппаратуры Bosch. Бензин впрыскивался двухплунжерным насосом в надпоршневое пространство под давлением по окончании выпуска. Кроме бензобака емкостью 44 л, под капотом находился трехлитровый маслобак системы смазки двигателя. Масло подавалось дозирующим насосом во впускной коллектор — в пропорции 1:40 с бензином. Впрыск бензина вместе с повышенной степенью сжатия увеличил отдачу мотора: если карбюраторный двигатель развивал 25 л.с., то со впрыском — все 29 л.с. «Впрысковые» Голиафы успели зарекомендовать себя как весьма экономичные машины. Так, в ходе тест-пробега седана GP 900 E на четыре с лишним тысячи километров пути ушло 280 л бензина и 7 л моторного масла. А в 1956 году Goliath 900 E выиграл экоралли Economy Run в Австралии со средним расходом топлива 5,3 л/100 км на дистанции в 1001 милю.Но даже непосредственный впрыск не излечил моторы Goliath от врожденной болезни двухтактных двигателей Отто — пропуска вспышек при низкой нагрузке. Под нагрузкой «Голиафы» вели себя превосходно — моторы работали ровно и исключительно тихо. Но на малом газу и на холостых оборотах они работали не стабильно, как и другие двухтактники! Ведь система впрыска Bosch была «усеченной» — на холостом ходу за подачу бензина отвечал своего рода «мини-карбюратор». А сизый дымок с характерным запахом из выхлопной трубы не давал забыть о смазке мотора. Кроме того, система впрыска оказалась намного сложнее привычного карбюратора в обслуживании и ремонте, что для небогатых тогда немцев представляло немаловажное обстоятельство. Поэтому в 1956 году в Бремене параллельно стали выпускать карбюраторный Goliath GP 900 V.

Следующим шедевром непосредственного впрыска стал снова Daimler-Benz с его «крылатым» купе Mercedes 300SL 1954 года.

После войны Германия получила запрет на разработку инжекторов для авиационных двигателей. И инженеры занялись адаптацией систем непосредственного впрыска для легковых автомобилей, обнаружив еще одно их немаловажное достоинство по сравнению с карбюраторами – экономичность. Система прямого впрыска – главный инженерный козырь «трехсотого». Это передовое решение применено на серийном автомобиле с четырехтактным двигателем впервые в мире. Традиционный 3-х литровый V6 не стали заменять на другой, а просто хорошенько “подкрутили” и обновили. Прежняя мощность увеличилась более, чем в два раза за счет установки новой механической системы топливной инъекции Bosch. Мощь двигателя возросла. С 86 kW (115 л.с.), до 180 kW (240 л.с.) при 6100 об/мин. Инжектор позволил развивать скорость до 250 км/ч. Такие показатели делали Mercedes-Benz 300SL одним из самых мощных и быстрых автомобилей своего времени. В 1956 году «трехсотый» Mercedes был приобретен для нужд Центрального НИИ топливной аппаратуры (ЦНИИТА) и доставлен в Ленинград. Отечественные специалисты были наслышаны о системе впрыска топлива и задумали создать советский аналог, для чего немецкую конструкцию разобрали буквально до винтика,… а вот скопировать не смогли – механизм оказался слишком сложным. «Наша» система впрыска так и осталась экспериментальной, а многострадальную и уникальную немецкую машину продали одному ленинградскому автоспортсмену. Тот «подарил» «Мерседесу» карбюратор и успешно выступал на удивительном автомобиле в кольцевых гонках.В Европе и Соединенных Штатах до сих пор «бегает» множество представителей семейства 300 SL – как купе с «крыльями чайки», так и родстеров. Для поклонников ретротехники, красивых автомобилей, для любителей машин дорогих и спортивных Mercedes-Benz 300 SL стал пределом мечтаний, для многих эта машина является символом экономического возрождения 50-х годов, а главное, «трехсотый» стал одним из немногих автомобилей, о котором можно сказать «первый в мире» или «один из первых».

Следующий опыт применения непосредственного впрыска был предпринят в период нефтяного кризиса 70-ых годов Ford’ом, но успехом не увенчался. Механический впрыск был ограничен максимальными оборотами и был очень капризным. Дальнейшее развитие электроники в 90 годах прошлого века вновь натолкнула разработчиков двигателей на создание идеального мотора. И в 1995 году японская Mitsubishi Motors Corp представила миру первый автомобиль с двигателем GDI (Gasoline Direct Injection).Это уже была революция в моторостроении.Новейший двигатель оснастили семиплунжерным ТНВД  с рабочим давлением в 48кг,была увеличена степень сатия,установлены топливные инжекторы с высоковольтным управлением.Изменены поршни ,камера сгорания,впускной коллектор. А новейшая система электронного управления мотором была в не конкуренци.Так закончилась эра разработок механического непоредственного впрыска топлива в бензиновых моторах и началась эра разработок электронного впрыска. Но это уже совсем другая история.

 

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.У вас нет прав оставлять комментарии.

Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях

Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях

Она же Common rail (коммонрэйл) (англ. общая магистраль) — современная технология систем подачи топлива в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Схема топливной системы в двигателях Common rail

В системе Common rail насос нагнетает топливо под высоким давлением (до 2000 бар, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль.

Форсунка системы Common rail

Управляемые электроникой форсунки с электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами впрыскивают топливо в цилиндры. В зависимости от конструкции, форсунки производят от 2 до 9 впрысков за 1 цикл. Точный расчёт угла начала впрыска и количества впрыскиваемого топлива позволяют дизельным двигателям выполнить возросшие экологические и экономические требования. Кроме того дизельные двигатели с системой Common rail по своим мощностным и динамическим характеристикам вплотную приблизились, а в некоторых случаях превзошли бензиновые двигатели.

Носители системы

Система Common rail распространена на большинстве тягачей, выпущенных после 1996 года[источник не указан 187 дней]. Кроме тягачей она встречается и на легковых автомобилях с дизельными двигателями.

Также применяются коммонрэйл-двигатели и в легковых автомобилях, например:

  • в автомобилях концерна BMW:
  • в автомобилях концерна Toyota:
  • в автомобилях фирмы Mitsubishi:
  • в автомобилях фирмы Kia:
  • в автомобилях фирмы Alfa-Romeo:
    • Alfa-Romeo 146
    • Alfa-Romeo 147
    • Alfa-Romeo 156

Интересные факты

  • Разработчиком первой системы для коммерческого использования является фирма BOSCH, однако первый конвейерный автомобиль с этой системой был выпущен фирмой HINO с топливной аппаратурой DENSO.
  • Разработки аккумуляторных систем питания проводились ещё в середине 20-го века, однако ввиду недостаточного развития электроники в те времена удачных реализаций подобных систем не было.
  • В настоящее время подавляющее большинство производителей дизельных двигателей используют аппаратуру Common Rail ввиду того, что предыдущие поколения топливных аппаратур не в состоянии обеспечить современные жёсткие экологические требования.
Категории:
  • Автомобиль
  • Двигатель внутреннего сгорания
  • Топливная аппаратура

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Common Intermediate Language
  • Commonwealth Bank Tournament of Champions 2010

Полезное


Смотреть что такое «Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях» в других словарях:

  • Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях — Система непосредственного впрыска топлива (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI))  Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены в головке …   Википедия

  • Система непосредственного впрыска топлива — (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI))  Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с распределённым впрыском топлива, у которой форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива… …   Википедия

  • Mercedes-Benz W210 — Mercedes Benz W210 …   Википедия

  • BMW — (БМВ) Компания BMW, история компании, деятельность компании Компания BMW , история компании, деятельность компании, руководство компании Содержание Содержание Определение Название Собственники и руководство История До Второй мировой После Второй… …   Энциклопедия инвестора

Непосредственный впрыск-диагностика и ремонт — ЧИП-ТЮНИНГ / АВТОЭЛЕКТРИК АВТОРЕМОНТ В РУБЦОВСКЕ

Системы впрыска GDI, D4, NEO-DI

Диагностика и ремонт системы непосредственного впрыска.

Ремонт ТНВД двигателей с непосредственным впрыском в том числе 3S-FSE

Диагностика и анализ данных двигателей с непосредственным впрыском.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска топлива является самой современной системой впрыска топлива бензиновых двигателей. Работа системы основана на впрыске топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Впервые система непосредственного впрыска была применена на двигателе GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), устанавливаемом на автомобили компании Mitsubishi. В настоящее время система непосредственного впрыска используется в двигателях многих автопроизводителей. Передовики Audi (двигатели TFSI) и Volkswagen (двигатели FSI,TSI), которые практически полностью перешли на бензиновые двигатели с непосредственным впрыском.

Двигатели с непосредственным впрыском имеют в своем активе BMW, Infiniti, Ford, General Motors, Hyundai (двигатели Theta), Mazda (двигатели Skyactiv), Mercedes-Benz (двигатели CGI), Toyota двигатели D4, Mitsubishi двигатели GDI, Nissan двигатели NEO-DI.

Применение системы непосредственного впрыска позволяет достичь до 15% экономии топлива, а также сокращения выброса вредных веществ с отработавшими газами.

Принцип действия системы непосредственного впрыска Принцип работы системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

  • послойное ;
  • стехиометрическое гомогенное ;
  • гомогенное.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

Устройство и принцип действия система непосредственного впрыска бензина Bosch Motronic MED 7

Первостепенной целью разработки новых двигателей является снижение расхода топлива и соответствующее ему уменьшение выброса вредных веществ. В трехкомпонентных нейтрализаторах удается преобразовать в безвредные вещества до 99%
выбрасываемых с отработавшими газами углеводородов, оксидов азота и оксида углерода. Выбросы образуемого при сгорании диоксида углерода (CO2), способствующего образованию парникового эффекта, могут быть снижены только в результате уменьшения
расхода топлива. Однако, у двигателей с внешним смесеобразованием (с впрыском бензина во впускной трубопровод) резервы снижения расхода топлива практически отсутствуют. Двигатели с непосредственным впрыском бензина в цилиндры, осуществляемым посредством системы Bosch Motronic MED 7 позволяют экономить до 15% топлива по сравнению с сопоставимым двигателем с впрыском бензина во впускной трубопровод.

Как осуществляется подача топлива?

 

Зачем нужен непосредственный впрыск бензина?

 

Первостепенной целью разработки новых двигателей является снижение расхода топлива и уменьшение выброса вредных веществ.

При этом должны быть получены следующие результаты:

  • снижение благодаря экономии топлива затрат на эксплуатацию автомобиля и получение поощрительных налоговых льгот для автомобилей с низкими выбросами вредных веществ
  • снижение загрязнения среды обитания вредными веществами
  • экономия сырьевых ресурсов

  • Электронное регулирование системы охлаждения, регулируемые фазы газораспределения и рециркуляция отработавших газов уже нашли применение на многих двигателях
  • Ввиду необходимости сохранения достаточной равномерности вращения коленчатого вала отключение цилиндров имеет смысл применять только на многоцилиндровых двигателях. Для снижения вибраций четырехцилиндровых двигателей целесообразно применять уравновешивающие валы
  • Переменная степень сжатия и изменяемые фазы газораспределения реализуются только посредством достаточно мощных
  • механических приводов
  • Дальнейшая разработка различных способов сжигания бедных смесей прекращена в ползу создания двигателей с непосредственным впрыском
  • Непосредственный впрыск бензина принят как наиболее эффективное средство экономии топлива,
  • обеспечивающее его снижение до 20%

 

Преимущества непосредственного впрыска бензина

Уменьшение дросселирования при работе двигателя на бедных послойной и гомогенной смесях.

При работе двигателя на этих смесях коэффициент избытка воздуха изменяется в пределах от 1,55 до 3. При этом дроссельная
заслонка открывается на больший угол, то есть впуск воздуха в цилиндры осуществляется с меньшим сопротивлением.

Работа двигателя на бедных смесях.

При применении послойного смесеобразования удается эффективно сжигать бедные смеси с коэффициентом избытка воздуха от 1,6 до 3, а при работе двигателя на гомогенной бедной смеси коэффициент избытка воздуха равен приблизительно 1,55.

Снижение потерь тепла в стенки.

Так как горение смеси происходит главным образом вблизи свечи зажигания, снижаются потери тепла в стенки цилиндра и
соответственно повышается термический коэффициент полезного действия.

Сжигание гомогенной смеси с высоким содержанием перепускаемых отработавших газов.

Благодаря высокой турбулизации заряда цилиндра двигателя удается эффективно сжигать гомогенные бедные смеси с содержанием отработавших газов до 25%. Чтобы впустить в цилиндры то же количество воздуха, какое поступает в них при перепуске
небольших доз отработавших газов, нужно открывать дроссельную заслонку на больший угол. При этом воздух засасывается в
цилиндры с меньшим сопротивлением, то есть снижаются насосные потери.

Степень сжатия

При непосредственном впрыске бензина затрачиваемое на его испарение тепло отбирается у поступившего в цилиндры
двигателя воздуха. В результате снижается вероятность детонационного сгорания и степень сжатия может быть повышена.
Повышение степени сжатия приводит к росту давления в конце сжатия и соответственно к увеличению термического коэффициента полезного действия.

Расширение диапазона принудительного холостого хода с выключенной подачей топлива.

Частота вращения холостого хода, на которой производится возобновление подачи топлива может быть снижена, так как впрыскиваемое топливо практически не осаждается на стенках цилиндра и большая его часть может быть немедленно использована. Поэтому двигатель работает устойчиво с пониженной частотой вращения.

Способы смесеобразования.

Помимо бедной послойной и стехиометрической гомогенной смесей в двигателе FSI используется смесь третьего вида, а именно, бедная гомогенная смесь. Этот вид смеси позволяет получить меньший расход топлива, чем смесь стехиометрического состава с добавкой перепускаемых отработавших газов. Выбор того или иного способа смесеобразования производится блоком управления двигателем в зависимости от крутящего момента и мощности двигателя с учетом требований к выбросу вредных
веществ и требований безопасности.

Работа двигателя при послойном смесеобразовании.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя при малых и средних нагрузках и частотах вращения.
Благодаря послойному распределению топлива в камере сгорания двигатель работает при общем коэффициенте избытка воздуха от 1,6 до 3.

  • В средней части камеры сгорания, вблизи свечи зажигания, находится легко воспламеняемая рабочая смесь.
  • Эта смесь окружена оболочкой, состоящей в идеальном случае из чистого воздуха и перепускаемых отработавших газов.

Работа двигателя на бедной гомогенной смеси.

На промежуточных режимах, расположенных между режимами работы двигателя на послойной смеси и гомогенной стехиометрической смеси, используются бедная гомогенная смесь. Коэффициент избытка воздуха бедной гомогенной, т. е. однородной во всем объеме камеры сгорания, смеси приблизительно равен 1,55.

Работа двигателя на гомогенной смеси стехиометрического состава.

Двигатель работает на гомогенной смеси стехиометрического состава при выходе на режимы больших нагрузок и высоких частот вращения. Коэффициент избытка воздуха этой смеси равен (согласно определению) единице.

Рабочий процесс.

Рабочий процесс определяется способом смесеобразования и процессами преобразования энергии в камере сгорания.
Работа двигателя на гомогенных смесях При работе двигателя на гомогенных смесях топливо впрыскивается в цилиндр на такте
впуска и равномерно распределяется по всей массе засасываемого воздуха.

Работа двигателя при послойном смесеобразовании.

Послойная смесь формируются около свечи зажигания с помощью поршня специальной формы и за счет вихревого движения воздуха. Форсунка расположена так, что впрыскиваемое ею топливо направляется на выемку в днище поршня и отклоняется ее
стенкой в направлении свечи зажигания. С помощью установленной во впускном канале заслонки и аэродинамической выемки в
поршне в цилиндре двигателя создается вихревое движение воздуха, которое поддерживает перенос топлива к свече зажигания. Таким образом горючая смесь образуется в процессе движения топлива и воздуха.


Работа двигателя при послойном смесеобразовании.

Переход двигателя на режим работы с использованием послойной смеси осуществляется при следующих условиях:

  • нагрузка и частота вращения двигателя соответствуют режимам, на которых эффективно использование послойного смесеобразования;
  • системой не зарегистрирована неисправность, из/за которой может повыситься выброс вредных веществ;
  • температура охлаждающей жидкости выше 50 °C,
  • датчик окислов азота исправен;
  • температура накопительного нейтрализатора находится в пределах от 250°C до 500°C. Если эти предпосылки выполнены, можно перейти на послойное смесеобразование.

Процесс впуска

При работе на послойной смеси дроссельную заслонку открывают по возможности больше, чтобы до максимума снизить потери на дросселирование. При этом установленная во впускном канале вспомогательная заслонка (называемая в дальнейшем впускной заслонкой) перекрывает его нижнюю часть. В результате повышается скорость проходящего через верхнюю часть канала потока воздуха, который закручивается затем в цилиндре.

Движение воздуха в цилиндр двигателя.

Специальная форма выемки в днище поршня способствует образованию и усилению вихря в цилиндре двигателя.

Впрыск топлива.

Топливо впрыскивается в последней трети такта сжатия. Впрыск начинается приблизительно за 60° и заканчивается приблизительно за 45° до в. м. т. такта сжатия. Начало впрыска оказывает значительное влияние на расположение облачка смеси
относительно свечи зажигания.

Топливо впрыскивается в направлении топливной выемки в поршне. Желаемые размеры облачка смеси достигаются подбором геометрических параметров форсунки.

Специальная форма топливной выемки и движение поршня к в. м. т. способствуют отклонению движения капель топлива к свече
зажигания. Это движение топлива поддерживается вихревым движением воздуха. В процессе движения к свече зажигания
топливо смешивается с поступившим в цилиндр воздухом.

Процесс смесеобразования

Для образования послойной смеси предоставляется время, соответствующее повороту коленчатого вала на 40° / 50°. От
продолжительности этого процесса зависит способность смеси к воспламенению. Если время между впрыском и моментом подачи искры слишком мало, смесь оказывается не подготовленной к воспламенению. При слишком большом промежутке времени между этими процессами смесь распределяется по всему объему камеры сгорания. При выполнении указанных выше условий в центре камеры сгорания, т. е. вблизи свечи, образуется легко воспламеняемая смесь. Эта смесь окружена оболочкой, состоящей из свежего воздуха и перепущенных отработавших газов. Общий коэффициент избытка воздуха в камере сгорания может быть равен при этом от 1,6 до 3.

Процесс сгорания.

После поступления топливо/воздушной смеси к свече зажигания она поджигается искрой. При этом воспламеняется только облако смеси, в то время как остальные газы образуют его оболочку. Благодаря изолирующему действию этой оболочки снижаются потери тепла в стенки камеры сгорания и соответственно увеличивается термический к. п. д. двигателя.
Зажигание смеси должно производиться в конце такта сжатия в пределах достаточно узкого угла поворота коленчатого вала,
ограниченного моментом окончания впрыска топлива и промежутком времени, необходимого для образования смеси.

Работа двигателя на бедной гомогенной смеси.

Эта смесь используется на режимах, которые находятся в поле многопараметровой характеристики между режимами работы двигателя при послойном смесеобразовании и режимами его работы на гомогенной смеси стехиометрического состава. Коэффициент избытка воздуха этой смеси равен практически 1,55. Двигатель может эффективно работать на этой смеси при тех же условиях, которые предписаны для послойной смеси.

Процесс впуска.

Как при послойном смесеобразовании, работа двигателя на бедной гомогенной смеси осуществляется с максимально
открытой дроссельной заслонкой при закрытых впускных заслонках. При этом снижаются потери на дросселирование и
создается интенсивное движение воздуха в цилиндре двигателя.

Процесс впрыска топлива

Впрыск топлива осуществляется непосредственно в цилиндр в процессе впуска. Он начинается приблизительно за 300° до
в. м. т. такта сжатия. При этом блок управления двигателем регулирует подачу топлива таким образом, чтобы коэффициент избытка воздуха был равен приблизительно 1,55.

Процесс смесеобразования

Благодаря раннему моменту впрыска предоставляется достаточно большое время до момента зажигания для образования гомогенной смеси во всем объеме камеры сгорания.

Процесс сгорания

Как и при работе на любой гомогенной смеси момент зажигания не зависит от процесса смесеобразования. Смесь горит при этом во всем объеме камеры сгорания.

Работа двигателя на гомогенной смеси стехиометрического состава.

Работу двигателя на гомогенной смеси стехиометрического состава можно сравнить с работой двигателя с впрыском бензина во впускной трубопровод. Существенное различие заключается только в месте впрыска топлива, который производится в данном случае непосредственно в цилиндры двигателя. Крутящий момент двигателя может быть изменен как смещением угла опережения зажигания
(кратковременно), так и изменением поступающей в цилиндры массы воздуха (долговременно). При этом впрыскивается такое количество топлива, которое необходимо для образования стехиометрической смеси, коэффициент избытка воздуха которой (по определению) равен единице.

Процесс впуска

Дроссельная заслонка открывается соответственно перемещению педали акселератора. Впускная заслонка может быть открыта или
закрыта в зависимости от режима работы двигателя. При частичных нагрузках и в среднем диапазоне частот вращения эта заслонка закрыта, в результате чего входящий в цилиндр поток воздуха закручивается, улучшая смесеобразование. По мере увеличения нагрузки и частоты вращения поступление воздуха только через верхнюю часть впускного канала оказывается недостаточным. Поэтому заслонку
поворачивают, открывая нижнюю часть впускного канала.

Впрыск топлива

Впрыск топлива производится непосредственно в цилиндр на такте впуска приблизительно за 300° до в. м. т. такта сжатия.

Процесс смесеобразования

Так как впрыск топлива производится на такте впуска, на процесс смесеобразования отводится относительно много времени.
Благодаря этому впрыснутое в цилиндр топливо равномерно распределяется по всему объему поступившего в него воздуха.
Коэффициент избытка воздуха смеси в камере сгорания равен единице.

Процесс сгорания

Крутящий момент двигателя, расход топлива и выброс вредных веществ при работе на гомогенной смеси зависят от угла опережения зажигания.

 

Система впуска

 

У двигателей с непосредственным впрыском бензина система впуска была изменена в соответствии с их потребностями. Ее особенностью является целенаправленное воздействие на потоки воздуха в цилиндрах двигателя в зависимости от режимов его работы.

  1. Пленочный измеритель массового расхода воздуха с датчиком температуры воздуха на впуске для более точного определения нагрузки двигателя
  2. Датчик давления во впускном трубопроводе для расчета количества перепускаемых отработавших газов
  3. Система заслонок во впускных каналах для целенаправленного управления потоками воздуха на входе в цилиндры двигателя
  4. Электромагнитный клапан системы рециркуляции отработавших газов с увеличенными проходными сечениями для перепуска большего количества газов
  5. Датчик давления для регулирования разрежения в магистрали к вакуумному усилителю тормозного привода
  6. Блок управления дроссельной заслонкой
  7. Клапан продувки адсорбера
  8. Блок управления системой Motronic

Система впускных заслонок


Впускные заслонки и их привод расположены в нижней и верхней частях впускной системы. Заслонки служат для управления потоками воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов работы двигателя.

Работа двигателя с закрытыми впускными заслонками

При работе двигателя на послойных и бедных гомогенных смесях, а также на некоторых режимах с использованием гомогенных смесей стехиометрического состава заслонки перекрывают нижние части впускных каналов, расположенных в головке цилиндров. При этом воздух проходит в цилиндры только через верхние части впускных каналов. Форма верхней части впускного канала подобрана
таким образом, чтобы впускаемый в цилиндр воздух закручивался на входе в него. Помимо этого повышенная скорость проходящего через зауженный канал воздуха способствует смесеобразованию.

Реализуются два преимущества:

  • При послойном смесеобразовании вихревое движение воздуха обеспечивает перенос топлива к свече зажигания. Образование смеси осуществляется в процессе этого движения.
  • Вихревое движение воздуха создает условия для образования гомогенных бедной и стехиометрической смесей. Благодаря ему повышается воспламеняемость и достигается стабильное горение бедных смесей

 Работа двигателя с открытыми впускными заслонками

При работе двигателя на режимах с высокой нагрузкой и при высоких частотах вращения воздушные заслонки открыта и воздух
проходит в цилиндры через обе части впускных каналов. Большое сечение впускного канала обеспечивает наполнение цилиндра,
необходимое для получения высокой мощности и крутящего момента

Определение количества перепускаемых отработавших газов

Блок управления двигателем определяет с помощью измерителя расхода поступающую в цилиндры массу воздуха и рассчитывает соответствующее ее величине давление во впускном трубопроводе. При рециркуляции отработавших газов их масса добавляется к массе свежего воздуха и соответственно повышается давление во впускном трубопроводе. Датчик давления во впускном трубопроводе реагирует на это изменением напряжения на его выходе, которое передается на вход блока управления двигателем. По величине этого сигнала определяется суммарное количество воздуха и отработавших газов, поступающих в цилиндры двигателя. Количество перепускаемых отработавших газов определяется вычитанием количества свежего воздуха из суммарной величины. Преимуществом такого метода определения количества перепускаемых отработавших газов является возможность увеличения их доли в рабочей смеси и приближения к границе воспламеняемости смеси.

Последствия при отсутствии сигнала датчика давления во впускном трубопроводе.
При выходе датчика давления во впускном трубопроводе из строя блок управления определяет количество перепускаемых газов
расчетным путем и снижает перепуск против значений, соответствующих многопараметровой характеристике.

Топливная система

Топливная система разделена на контуры высокого и низкого давления. Часть топлива подводится в цилиндры через систему улавливания паров бензина.

Контур низкого давления

Контур низкого давления охватывает часть топливной системы от расположенного в баке электронасоса до насоса высокого давления. Давление топлива в этом контуре обычно равно 3 бар и только при пуске горячего двигателя может быть повышено до 5,8 бар.

Контур высокого давления

Контур высокого давления начинается с топливного насоса высокого давления, который подает топливо в распределительный
трубопровод. На распределительном трубопроводе установлен датчик давления топлива, сигналы которого используются для
поддержания давления в диапазоне от 50 до 100 бар посредством клапана регулятора. Впрыск топлива в цилиндры осуществляется через форсунки высокого давления.

В контур низкого давления входят:
     1. топливный бак
     2. топливный электронасос
     3. топливный фильтр
     4. клапан перепуска топлива
     5. регулятор давления топлива
В контур высокого давления входят:
     6. топливный насос высокого давления
     7. трубопровода высокого давления
     8. распределительный трубопровод
     9. датчик давления топлива
     10. клапан регулятора давления
     11. форсунки высокого давления

Форсунки высокого давления

Форсунки установлены в головке цилиндров. Через них топливо впрыскивается под высоким давлением непосредственно в цилиндры двигателя. Назначение Форсунки должны мелко распыливать топливо за возможно короткий промежуток времени. Способ подачи топлива зависит при этом от режима работы двигателя. При послойном смесеобразовании топливо должно направляться в зону свечи зажигания, а при работе двигателя на гомогенных смесях его необходимо равномерно распределять в объеме камеры сгорания.

Чтобы получить наилучшее распределение топлива при послойном смесеобразовании, угол конуса факела топлива принят равным 70°, а ось конуса наклонена на 20°

Эта система должна обеспечивать выполнение законодательных норм выброса углеводородов. Эта система предотвращает попадание паров бензина из бака автомобиля

в окружающую среду. Пары топлива накапливаются в адсорбере с активированным углем и периодически отсасываются в двигатель, где они сгорают. 

При работе двигателя на гомогенных смесях
При этом рабочая смесь равномерно распределяется по объему камеры сгорания. Поступающие из адсорбера пары бензина сгорают вместе с рабочей смесью во всем объеме камеры сгорания.

При послойном смесеобразовании
При послойном смесеобразовании способная к воспламенению рабочая смесь находится только в зоне свечи зажигания. Часть поступившего из адсорбера топлива оказывается при этом в зоне невоспламеняемой смеси. Это может привести к неполному сгоранию топлива и повышенному выбросу углеводородов с отработавшими газами. Поэтому переход на послойное смесеобразование производится только при небольшом содержании топлива в адсорбере.

Блок управления двигателем рассчитывает количество топлива, которое может быть отведено из адсорбера, и вырабатывает команды на открытие клапана его продувки, изменение дозы впрыскиваемого топлива и установку дроссельной заслонки. Для этого блоком управления используется следующая данные:

  • нагрузка двигателя, определяемая по сигналам измерителя расхода воздуха с пленочным чувствительным элементом
  • частота вращения коленчатого вала, определяемая по сигналам датчика
  • температура воздуха на впуске, определяемая по сигналам датчика
  • заряд адсорбера, определяемый по сигналам датчика кислорода

Система зажигания

Задачей системы зажигания является воспламенение рабочей смеси в нужный момент времени. Для этого блок управления двигателем должен определять для каждого режима работы двигателя угол опережения зажигания, энергию искры и длительность искрообразования. От угла опережения зажигания зависят крутящий момент, выброс вредных веществ и расход топлива двигателя.

При послойном смесеобразовании
момент зажигания может изменяться в узком диапазоне значений угла поворота коленчатого вала, которому соответствует
образование способной к воспламенению смеси.

При работе на гомогенных бедной и стехиометрической смесях.
Требования к зажиганию не отличаются от них у двигателей с впрыском бензина во впускные каналы. Ввиду одинакового распределения
смеси у двигателей с обеими системами впрыска оптимальные углы опережение зажигания практически не отличаются.

При расчете оптимальных углов опережения зажигания используются:

 

Основные исходные данные:
     1. о нагрузке двигателя, определяемые по сигналам измерителя расхода воздуха и датчика температуры воздуха на впуске,
     2. о частоте вращения коленчатого вала, измеряемой по сигналам датчика

Вспомогательные данные, определяемые по сигналам:
     3. датчика температуры охлаждающей жидкости,
     4. с блока управления дроссельной заслонкой,
     5. датчика детонации,
     6. датчиков положения педали акселератора,
     7. датчика кислорода.

Система выпуска

Эта система была приспособлена к двигателю с непосредственным впрыском бензина. До настоящего времени система очистки
отработавших газов двигателей с непосредственном впрыском была проблематичной. Это связано с тем, что образующиеся при работе на бедных гомогенных и послойных смесях оксиды азота не могут быть восстановлены в обычных трехкомпонентных нейтрализаторах до уровня, допускаемого законодательством. Поэтому для двигателей с непосредственным впрыском бензина применяют накопительные нейтрализаторы, которые способны удерживать оксиды азота при работе на бедных смесях. При заполнении
нейтрализатора до предела производится перевод его на режим регенерации, в процессе которого накопленные в нем оксиды азота
выводятся и восстанавливаются до азота.

Охлаждение отработавших газов
Охлаждение отработавших газов применяется для того, чтобы поддерживать температуру в накопительном нейтрализаторе в диапазоне от 250 до 500 °C. Только в этом температурном диапазоне обеспечивается удерживание оксидов азота в накопительном нейтрализаторе. Накопительный нейтрализатор необходимо охлаждать также из-за снижения его аккумулирующей способности при перегреве до температур свыше 850 °C. 

Охлаждение выпускного коллектора
В подкапотном пространстве предусмотрен воздуховод, который позволяет преднамеренно охлаждать выпускной коллектор направляемым на него потоком свежего воздуха и таким образом снижать температуру отработавших газов.

Раздвоенный выпускной трубопровод
Этот трубопровод расположен перед накопительным нейтрализатором. Его установка является вторым мероприятием по
снижению температуры отработавших газов и соответственно накопительного нейтрализатора. Температура газов снижается
за счет увеличения теплоотдачи через развитую поверхность трубопровода.

При одновременном использовании обоих мероприятий удается снижать температуру
отработавших газов на 30*100 °C в зависимости от скорости автомобиля.

Предварительный трехкомпонентный нейтрализатор.
Этот нейтрализатор встроен в выпускной коллектор. Благодаря близости к двигателю он быстро прогревается до рабочей температуры, при которой начинается очистка отработавших газов. Благодаря этому могут быть выполнены жесткие нормы на выбросы вредных веществ.

Назначение
Нейтрализатор служит для каталитического преобразования образующихся при сгорании вредных веществ в безвредные вещества.

Принцип действия

При работе двигателя на гомогенной стехиометрической смеси

Углеводороды (HC) и оксид углерода (CO) отнимают у оксидов азота (NOx) кислород (O), окисляясь до воды (h3O) и диоксида углерода (CO2). При этом оксиды азота восстанавливаются до азота (N2).

При работе двигателя на бедных смесях

Углеводороды и оксид углерода окисляются кислородом, содержащимся в избытке в отработавших газах. При этом кислород у
оксидов азота не отнимается. Поэтому при работе на бедных смесях трехкомпонентный нейтрализатор не может осстанавливать оксиды азота. Последние проходят через трехкомпонентный нейтрализатор и направляются в нейтрализатор накопительного типа.

Прямой впрыск бензина — Joey’s Truck Repair, Inc.

Бензин с непосредственным впрыском

Вопрос:
Моя новая машина оснащена двигателем GDI. Что это значит для меня и других автомобилей Charlotte с этим новым типом двигателя?

Компания Joey’s Truck Repair Inc. Ответ:
GDI означает непосредственный впрыск бензина. Это тип системы впрыска топлива, который становится очень популярным в современных двигателях.

Давайте поговорим о двух наиболее распространенных формах впрыска топлива. Впрыск топлива через порт был обычным явлением в автомобилях Charlotte в течение последних нескольких десятилетий. В этом типе есть небольшой порт сразу за цилиндром на двигателе.
• Топливная форсунка впрыскивает немного газа в эту область непосредственно перед открытием впускного клапана
• Когда клапан открывается, воздух поступает в отверстие и смешивается с газом, затем проходит мимо клапана и поступает в двигатель
• Газ и воздушная смесь сжимается поршнем
• Свеча зажигания воспламеняет газ, который давит на поршень, приводя в действие двигатель

С непосредственным впрыском бензина процесс немного отличается.
• Во-первых, снаружи цилиндра нет порта
• Когда впускной клапан открывается, воздух всасывается в цилиндр
• Воздух сжимается поршнем
• В нужный момент компьютер управления двигателем подает сигнал топливной форсунке для распыления бензина непосредственно в цилиндр (отсюда и прямой впрыск газа)
• Сжатый газ и воздух воспламеняются свечой зажигания, приводя двигатель в действие

Так зачем переходить на GDI? Что ж, впрыскивая газ непосредственно в двигатель, управляющий компьютер может более точно рассчитать время впрыска.Кроме того, газ, распыляемый непосредственно в двигатель, достаточно охлаждает сжатый воздух, чтобы обеспечить лучшее сгорание. Это увеличивает мощность и лучше для данного объема двигателя.

Теперь для этих двух типов систем подачи топлива требуются топливные форсунки разных типов. Топливные форсунки впрыскивают топливо от 40 до 65 фунтов на квадратный дюйм — это как давление в велосипедной шине.

Форсунки

GDI работают с давлением более 2000 фунтов на квадратный дюйм. Конечно, всегда важно содержать ваши топливные форсунки в чистоте, но это еще более важно для форсунок GDI.Когда они загрязняются, производительность и экономия топлива снижаются.

Говоря об очистке топливной системы, для двигателей GDI требуются различные очистители и процессы очистки. На впускных клапанах со временем накапливается значительное количество углерода. При впрыске через порт некоторое количество бензина протекает через клапан, когда он открывается, пропуская газ и воздух. Это имеет эффект очистки, который не происходит с GDI. Таким образом, заливая бутылку очистителя топливной системы в бензобак, вы не достигнете задней части этих впускных клапанов.Профессиональный процесс очистки топливной системы позаботится об этом.

Таким образом, GDI будет по-прежнему широко использоваться в Северной Каролине для всего, от компактных автомобилей до пикапов. Позвоните нам и узнайте, нужна ли вашему автомобилю чистка топливной системы.

Позвоните нам.

Включение двигателей с непосредственным впрыском топлива и стехиометрических бензинов за счет уменьшения выбросов наночастиц

PI: Уилл Нортроп, CO-PI: Дэвид Киттелсон
Джунхо Чжон, научный сотрудник, «Циклическая изменчивость яркости пламени в цилиндрах бензиновых двигателей с непосредственным впрыском»
Ноа Бок, аспирант, тема диссертации: «Окислительная реактивность наночастиц, выбрасываемых бензиновым двигателем с непосредственным впрыском»

Использование технологии непосредственного впрыска бензина (GDI) для автомобилей малой грузоподъемности резко увеличилось в последние годы из-за повышения эффективности использования топлива по сравнению с технологией впрыска топлива во впускной коллектор (PFI).Технология GDI также обеспечивает возможность работы на обедненной топливной смеси, что еще больше повышает эффективность. Однако, поскольку двигатели GDI выбрасывают гораздо более высокие концентрации твердых частиц (ТЧ), их распространение противоречит все более строгим ограничениям по ТЧ. Ожидается, что использование бензиновых сажевых фильтров (GPF) будет широко использоваться в автомобилях с GDI для соблюдения ограничений по PM. На вопрос о том, как свойства топлива, присадки к маслу и стратегии сгорания двигателя влияют на выбросы частиц из двигателей GDI, необходимо ответить, чтобы спроектировать двигатели, которые могут соответствовать как целям топливной экономичности, так и ограничениям PM.Кроме того, для реализации GPF необходимо ответить на вопросы, касающиеся окислительной реактивности частиц сажи GDI.

Мы используем передовые инструменты и методы измерения частиц для изучения явления образования частиц в испытательном двигателе BMW GDI. Испытательный двигатель был оснащен оптическим датчиком AVL Visiolution (датчик Visio), который измеряет пространственно-временную яркость пламени в камере сгорания.Датчик Visio представляет собой зонд, который вставляется в камеру сгорания через отверстие в головке блока цилиндров. Наконечник зонда содержит три массива оптических волокон, каждый из которых содержит восемь отдельных волоконно-оптических каналов, которые просматривают различные участки камеры сгорания. Диффузионное пламя, образующее сажу, излучает свет за счет накала сажи. Из-за этого области высокой интенсивности света в процессе горения указывают на участки образования сажи. Датчик Visio измеряет положение внутри цилиндра и определяет, в какой момент во время процесса сгорания возникает высокая интенсивность света, и на основе этой информации можно определить источник и причину образования сажи.Датчик Visio в сочетании с приборами для измерения взвешенных частиц дает нам обширную информацию о том, как частицы образуются в двигателе, что может позволить нам вносить изменения в параметры двигателя, чтобы в первую очередь снизить вероятность образования частиц. Мы также характеризуем производительность трехкомпонентного катализатора (TWC) с промытым покрытием GPF, иногда называемого четырехкомпонентным катализатором (4WC), для определения эффективности фильтрации с разрешением по размеру частиц. Мы определяем окислительную активность сажи, образующейся в двигателях GDI, и влияние на нее стратегии сгорания, свойств топлива и присадок к смазочным маслам.Это имеет решающее значение для реализации GPF, поскольку является фундаментальным фактором для определения нагрузки сажи на фильтр и кинетики окисления сажи для удаления сажи из фильтра посредством регенерации.

Частицы сажи, выбрасываемые двигателями внутреннего сгорания (ДВС), образуются в камере сгорания из локально обогащенных топливом/воздухом областей. Это может быть вызвано смачиванием топливом поверхностей цилиндров, богатыми карманами паров топлива, которые не полностью смешались с всасываемым воздухом, или каплями жидкого топлива, взвешенными во всасываемом заряде, которые выдерживают испарение до сгорания.На эти процессы сильно влияют свойства топлива, влияющие на характеристики испарения, т.е. теплота парообразования и летучесть. Кроме того, топливная химия играет важную роль в образовании сажи. Ароматические соединения имеют высокую склонность к сажеобразованию. Эти эффекты были недавно изучены для стехиометрической работы GDI. Тем не менее, они не были изучены для стратегий сжигания обедненной смеси GDI, в которых используется поздний впрыск и расслоение топлива, что приводит к различному распределению частиц по размерам.Это можно объяснить различиями в условиях формирования каждой соответствующей стратегии.

Бензиновые топливные насосы с непосредственным впрыском

Ведущий производитель высокопроизводительных бензиновых топливных насосов с непосредственным впрыском.

Stanadyne специализируется на разработке и производстве топливных насосов высокого давления с непосредственным впрыском, предоставляя производителям транспортных средств лучшие в своем классе индивидуальные решения для двигателей с однородным и послойным непосредственным впрыском.

Stanadyne понимает, что для создания двигателей следующего поколения требуется нечто большее, чем универсальная топливная система. Наш гибкий подход предлагает оптимальные решения, способные работать с гибким топливом и играющие важную роль в соблюдении строгих стандартов выбросов двигателей и требований к эффективности использования топлива.

В Stanadyne мы работаем с автопроизводителями по всему миру, чтобы решить самые сложные проблемы топливной системы и оправдать растущие ожидания рынка.От легковых автомобилей и транспортных средств для отдыха до двигателей самых элитных гоночных серий наши новаторские стратегии управления спросом, сниженный крутящий момент и запатентованные технологии обеспечивают преимущества в производительности, эффективности и снижении шума.


Платформы с непосредственным впрыском бензина (GDI)

СП550-350

Встречайте самый маленький в мире бензиновый насос прямого впрыска высокого давления.Специально разработанный для небольших двигателей с непревзойденной гибкостью компоновки для легкой интеграции, запатентованной технологией регулирующего клапана с нулевым воздействием для бесшумной работы и надежной работы для чистых и экономичных двигателей, SP550-350 предлагает лучший в своем классе компонентный подход к системам прямого впрыска бензина. .

СП850-300Р

Для самых требовательных применений решение Stanadyne с одним насосом SP850-300R доминирует над стратегиями прямого впрыска с двумя насосами, чтобы соответствовать жестким требованиям к производительности самых элитных двигателей гоночных серий.Благодаря выигрышному сочетанию запатентованной технологии Stanadyne и опыту в области точного машиностроения этот насос обеспечивает конкурентное преимущество, завоевавшее чемпионские титулы.

СП1000-350

Представляя сердце бензиновых двигателей завтрашнего дня, сочетая наши последние достижения в технологии QuietTech™, малую массу и беспрецедентную эффективность, SP1000-350 с рабочим давлением 350 бар рассчитан на будущее. Запатентованная технология Stanadyne предлагает производителям лучший в своем классе подход к удовлетворению более жестких требований по выбросам твердых частиц в приложениях следующего поколения.

СП1250-200

Используя наш опыт в проектировании насосов прямого впрыска высокого давления и точном проектировании, мы разработали насос SP1250-200, чтобы установить технический стандарт гибкой упаковки, легкой конструкции и бесшумной работы. Наряду с высокой производительностью при 200 бар и непревзойденным временем запуска двигателя SP1250-200 обеспечивает беспрецедентную производительность с эффективной конструкцией, позволяющей экономить топливо.

СП1550-200

Stanadyne SP1550-200 обеспечивает наибольшую производительность при давлении 200 бар среди наших насосов прямого впрыска высокого давления.Разработанный для непревзойденной надежности при работе с двигателями большого объема, одиночный насос SP1550-200 реализует стратегии с двумя насосами конкурентов, экономя место, вес и время установки.

Технология непосредственного впрыска бензина может не стоить того, как показывает исследование нормальный факт жизни со многими новыми автомобилями, которые предположительно являются более чистыми.

Что за разъединение? В то время как современные технологии прямого впрыска бензина, внедряемые поэтапно, помогают повысить эффективность использования топлива и сократить выбросы углекислого газа, они производят больше аэрозолей сажи.

И, как показывает новое моделирование, потенциально они не очень хороши для предотвращения потепления атмосферы.

В исследовании, опубликованном на прошлой неделе Инженерным колледжем Университета Джорджии и опубликованном в декабре в журнале Environmental Science and Technology, делается прогноз: выбросы черного углерода от автомобилей с непосредственным впрыском увеличат потепление атмосферы и многое другое. важно, что потенциальный ущерб от этого перевесит снижение выбросов углекислого газа, достигнутое за счет прямого впрыска.

Равад Салех, главный исследователь исследования, говорит, что это исследование является первым, в котором фактически моделируются последствия увеличения содержания черного углерода.

В исследовании отмечается, что «социальные издержки, связанные с острым локальным климатическим бременем и последствиями для здоровья населения, вызванными транспортными средствами GDI, в значительной степени перевешивают их предельные глобальные климатические преимущества».

Смог над Лос-Анджелесом, любезно предоставлено пользователем Flickr steven-buss

Кроме того, они предсказывают, что могут пройти десятилетия, прежде чем выгоды от выбросов CO2 перевесят затраты, включая воздействие на местное здоровье.К тому времени, согласно большинству прогнозов, флот будет в основном электрическим.

Согласно отчету об автомобильных тенденциях за 2019 год, подготовленному Агентством по охране окружающей среды, 51% парка автомобилей в США имеют двигатели с непосредственным впрыском. Это число достигло 100% для Mercedes-Benz и всего 2% (по объему) для Toyota; но, по оценкам Агентства по охране окружающей среды, к 2025 году 98 % бензиновых двигателей новых автомобилей будут оснащены непосредственным впрыском топлива. 

Green Car Reports на протяжении многих лет обращался к нескольким автопроизводителям по вопросам о большом количестве наблюдаемой сажи, исходящей от двигателей GDI, и общий ответ таков, что это нормально, а затраты перевешивают преимущества.Хотя мы знаем, что у этого аргумента есть обратная сторона — например, поставщики и автомобильная промышленность в настоящее время совершенствуют технологию, и что она открывает больше возможностей, таких как динамическое отключение цилиндров — эти результаты говорят об обратном.

Ряд автопроизводителей, в том числе Volkswagen и Mercedes-Benz, борются с этой тенденцией, внедряя сажевые фильтры (GPF), но, как отмечают исследователи, это может снизить эффективность использования топлива и выбросы углекислого газа.

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском работают, чтобы сосуществовать

На Всемирном конгрессе SAE 2009 года в воздухе витало ощущение неотложности, поскольку автомобильные инженеры пытаются решить проблему U.Стандарт корпоративной средней экономии топлива (CAFE) правительства штата Южная Каролина, который вступает в силу в 2020 году.

Новый стандарт увеличивает экономию топлива на 30 процентов по сравнению с сегодняшним стандартом. В то время как большинство производителей используют многогранный подход, который включает дизельные, гибридные, топливные элементы и источники электроэнергии, одна переходная технология помогает продлить срок службы бензинового двигателя и резко увеличить расход топлива и производительность: бензин. непосредственный впрыск.

История
В дизельных двигателях всегда использовался непосредственный впрыск топлива, при котором топливо под высоким давлением впрыскивалось в цилиндры двигателя, а не во впускной коллектор.В дизельном двигателе процесс впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания в верхней части такта сжатия инициирует и контролирует сгорание. Компания Robert Bosch в Германии усовершенствовала современный механический ТНВД для малых дизелей в 1927 году. рядом с впускным и выпускным клапанами.Топливо впрыскивается в цилиндры под давлением до 2150 фунтов на квадратный дюйм, что примерно в 35 раз больше, чем при впрыске через порт.

Бензиновые немецкие и советские истребители во время Второй мировой войны использовали вариант этой системы прямого впрыска. Хотя прямой впрыск имел некоторые преимущества в производительности и экономии топлива, наиболее важным плюсом была способность обеспечивать бесперебойную мощность во время жестоких маневров собачьих боев, которые часто заставляли карбюраторные двигатели трещать и колебаться.

Первая автомобильная система непосредственного впрыска топлива, работающая на бензине, была разработана Bosch и внедрена в Mercedes Benz 300SL 1955 года. Мощность двигателя была вдвое больше, чем у его карбюраторных аналогов, и позволяла развивать максимальную скорость до 161 мили в час, что делало его самым быстрым серийным автомобилем своего времени.

Эксплуатация
Возможно, будет проще понять, как работает непосредственный впрыск, сравнив его сначала с традиционными методами впрыска топлива. В обычном двигателе с впрыском топлива во все цилиндры подается туманообразная смесь воздуха и топлива с постоянным значением 14.Соотношение 7:1, известное как стехиометрическая смесь. Одна или несколько форсунок впрыскивают топливо в поток воздуха, подаваемый на впускные клапаны. Этот аэрозоль смешивается с воздухом во время такта впуска и вдувается в цилиндр, где воспламеняется от свечи зажигания.

Дроссельная заслонка определяет, сколько воздушно-топливной смеси поступает в каждый цилиндр. Закрытая дроссельная заслонка означает малое количество воздуха в двигателе и, следовательно, небольшое количество впрыскиваемого топлива, в то время как открытая дроссельная заслонка означает наличие большого количества воздуха в двигателе, требующего большого количества топлива.Топливно-воздушная смесь внутри цилиндра не может сильно отклоняться от оптимального соотношения воздуха и топлива 14,7:1. В частности, слишком обедненные топливно-воздушные смеси просто не воспламеняются, создавая чрезмерные выбросы NOx и углеводородов, которые затем должны улавливаться и обрабатываться каталитическим нейтрализатором автомобиля.

СТРАНИЦА 2

В двигателе с непосредственным впрыском форсунка расположена внутри камеры сгорания, а не во впускной трубе, как в многоточечном или дроссельном впрыске.Как аэрозоль из распылителя, который можно использовать для охлаждения летом, тонкий туман, создаваемый крошечными выходными отверстиями каждой форсунки с электромагнитным управлением, создает хорошо распыленную воздушно-топливную смесь.

Каждый ряд цилиндров имеет топливную рампу высокого давления, которая питает отдельные форсунки, и датчик давления в топливной рампе на каждой рампе, который помогает модулю управления силовым агрегатом автомобиля точно контролировать давление топлива. Топливные форсунки используют внутренние соленоиды для очень точного включения и выключения подачи топлива.Топливо проходит через шесть крошечных отверстий в каждой форсунке.

Форсунки расположены сбоку от каждого цилиндра, направляя топливо прямо в цилиндр рядом со свечой зажигания и рядом с впускным и выпускным клапанами. Топливо впрыскивается в цилиндры под давлением до 2150 фунтов на квадратный дюйм, что примерно в 35 раз более интенсивно, чем впрыск топлива через порт.

Для управления клапанами впрыска в новых форсунках Common-Rail используется быстродействующий привод из пьезокристаллов для управления клапаном впрыска.Движение пьезопакета передается немеханически и совершенно без трения на быстро переключающуюся иглу форсунки. Это удваивает скорость переключения форсунки, позволяя более точно измерять количество впрыскиваемого топлива и, таким образом, снижая количество вредных продуктов сгорания.

Свеча зажигания окружена относительно небольшим объемом воспламеняющейся воздушно-топливной смеси точной формы, которая образуется, когда топливо распыляется в сторону свечи зажигания непосредственно перед зажиганием.Только область непосредственно вокруг свечи зажигания в верхней части цилиндра содержит воздушно-топливную смесь. Другие области внутри камеры сгорания просто содержат воздух или рециркулирующие выхлопные газы. Такое расслоение заряда позволяет двигателю сжигать смеси с гораздо более высоким расходом воздуха, чем в обычных двигателях. Соотношение воздух/топливо можно увеличить до
до 60 частей воздуха (вместо 14,7) на каждую часть топлива.

Когда топливо впрыскивается в цилиндр, изогнутая головка поршня направляет топливно-воздушную смесь к свече зажигания.Когда свеча зажигания воспламеняет смесь, окружающие области содержат только воздух или рециркулирующие газы, образуя изолирующую подушку на стенках цилиндров и головке цилиндров. Подушка из негорючего газа вокруг камеры сгорания также означает, что необходимо отводить меньше тепла сгорания. Это улучшает тепловой КПД двигателя, улучшая экономию топлива.

Другим фактором, способствующим экономии топлива, является возможность увеличения степени сжатия почти до 12:1 без необходимости использования топлива высшего качества, поскольку непосредственный впрыск снижает склонность двигателя к детонации.Только более высокая степень сжатия увеличивает эффективность примерно на два процента.

Однако основной потенциал экономии топлива реализуется благодаря тому, как мы ездим. Расслоение заряда с непосредственным впрыском лучше всего работает при низких и средних нагрузках в нижней половине диапазона оборотов двигателя, где традиционные бензиновые двигатели наименее эффективны. Поскольку большинство двигателей работает в таких условиях вождения, двигатель с непосредственным впрыском большую часть времени работает в режиме стратифицированной обедненной смеси, что увеличивает экономию топлива почти на 21 процент.

Evolution
Будущее прямого впрыска предполагает объединение системы с другими технологиями, такими как турбонаддув и Start/Stop. Используя эффективность нескольких систем, он позволяет автопроизводителям разрабатывать меньшие по размеру и более экономичные двигатели, повышая при этом крутящий момент и производительность.

Двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском являются наиболее многообещающей технологией экономии топлива для США, по словам Пола Уитакера, главного технолога бензиновых двигателей компании AVL Powertrain Engineering Inc., крупнейшая в мире независимая частная компания по разработке бензиновых, дизельных и альтернативных топливных систем силовых агрегатов.

«Благодаря турбонаддуву двигателя с непосредственным впрыском он синергетически сочетает в себе существующие и проверенные технологии и обеспечивает двузначную экономию топлива при гораздо меньших затратах, чем дизельные или гибридные технологии», — говорит он.

Подобно аэрозольному баллончику, который можно использовать для охлаждения летом, тонкий туман, создаваемый крошечными выходными отверстиями каждой форсунки с электромагнитным управлением, создает хорошо распыленную воздушно-топливную смесь.
СТРАНИЦА 3

Это также позволяет производителям соответствовать будущим стандартам выбросов с использованием типичных каталитических нейтрализаторов и может применяться во всем портфолио двигателей производителя, включая двигатели Flex Fuel.

Компания Ford работает над изменениями в системе охлаждения, чтобы повысить экономию топлива для автомобилей с непосредственным впрыском топлива. Характерной особенностью термодинамики двигателя с непосредственным впрыском топлива является различие тепловых потерь в зависимости от того, работает ли двигатель в экономичном режиме или в режиме полной нагрузки.В экономичном режиме изолирующая оболочка из воздуха и рециркулирующих выхлопных газов помогает отводить тепло от стенок цилиндров и головки цилиндров. В режиме повышенной мощности выделяется больше тепла.

Разрабатывается новая система управления контуром охлаждающей жидкости для отключения двигателя вентилятора на более длительный период времени или снижения рабочей скорости водяного насоса при работе в экономичном режиме, что снижает рабочее сопротивление двигателя и улучшает расход топлива. экономика.

GM использует двойную фазировку кулачков на распределительных валах своего Ecotec 2.0-литровый турбодвигатель. Фазеры постоянно изменяют синхронизацию впускных и выпускных клапанов и используют датчики положения кулачка, чтобы модуль управления двигателем мог точно контролировать синхронизацию. Датчики положения коленчатого и распределительного валов цифровые. Новый контроллер двигателя, специфичный для двигателя, используется для определения и управления рабочими параметрами двигателя.

Изменяемая синхронизация впуска и выпуска работает синергетически как с системой непосредственного впрыска бензина, так и с системой турбонаддува. Изменяемая синхронизация двигателя, обеспечиваемая фазированием кулачков, позволяет оптимизировать процесс сгорания.Кроме того, контроллер может отрегулировать перекрытие клапанов на низких оборотах, чтобы увеличить реакцию турбонагнетателя, уменьшая ощущение турбоямы.

Обслуживание
Поскольку почти каждый производитель (включая Ferrari) имеет хотя бы один двигатель с непосредственным впрыском топлива, технические специалисты должны видеть эти автомобили в своих отсеках для обслуживания.

«Самое важное, что следует учитывать при обслуживании систем (прямого впрыска), — это высокое напряжение и давление топлива, создаваемые системами», — говорит Эл Кренц, директор по обслуживанию Bosch в Северной Америке.Система прямого впрыска обычно работает под давлением от 725 до 2050 фунтов на квадратный дюйм, поэтому очень важно правильно удалить воздух из топливной системы.

Каждый ряд цилиндров имеет топливную рампу высокого давления, которая питает отдельные форсунки, и насос высокого давления с датчиком давления в рампе, который помогает модулю управления силовым агрегатом автомобиля точно контролировать давление топлива.

«Всегда следуйте инструкциям производителя по выпуску воздуха из системы высокого давления перед выполнением любого ремонта системы», — рекомендует Кренц.

Осторожность также следует соблюдать при диагностике сигналов напряжения форсунок. Форсунки высокого давления обычно срабатывают при напряжении примерно 70 вольт и 10 ампер с возможностью повышения напряжения до 120 вольт.

Как и в случае с дизельными форсунками прямого действия, на кончике форсунки может скапливаться углерод, который мешает распределению и распылению топлива. Даже малейшая потеря подачи топлива отрицательно скажется на управляемости двигателя, выходной мощности, топливной экономичности и выбросах выхлопных газов.

Форсунки могут иметь различные типы распыления в зависимости от требований двигателя. В то время как типичные портовые форсунки производят топливную каплю размером примерно 165 микрон, прямые форсунки распыляют гораздо меньший размер топливной капли — всего 65 микрон.

Использование прямого впрыска и других дополнительных систем создает беспроигрышную ситуацию для защитников окружающей среды, правительства и потребителей. Экологи получают сокращение выбросов, образующих смог, потребители получают желаемую высокую производительность от двигателя меньшего размера, экономя при этом деньги на насосе, а производители могут добиться большей экономии топлива, помогая им достичь 35.национальный стандарт 5 миль на галлон. Кажется, что производительность, экономичность и экология могут мирно сосуществовать.

Объем рынка устройств с прямым впрыском бензина (GDI) достигнет

По данным Precedence Research, к 2027 году объем рынка устройств с непосредственным впрыском бензина (GDI) достигнет примерно 14 млрд долларов США, а среднегодовой темп роста составит 10,9% .

ОТТАВА, 29 июня 2021 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Глобальный рынок устройств прямого впрыска бензина (GDI) размера был оценен в 4 доллара США.11 миллиардов в 2019 году. Устройство прямого впрыска бензина (GDI) относится к системе впрыска топлива, которая впрыскивает бензин под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра двигателя по сравнению с обычным многоточечным впрыском топлива (MPFI), который впрыскивает топливо во впуск. тракт. Внедрение систем GDI обеспечивает сверхобедненное сжигание топлива, что, как следствие, приводит к увеличению мощности и повышению эффективности использования топлива.

Факторы роста

Рынок устройств GDI в основном обусловлен ростом спроса на экономичные и высокопроизводительные автомобили, а также снижением выбросов транспортных средств.Регулирующие органы уделяют большое внимание продвижению автомобилей с нулевым уровнем выбросов, что помогает уменьшить вредное воздействие углерода на окружающую среду во всем мире. Кроме того, увеличение производства легковых и коммерческих автомобилей по всему миру является еще одним важным фактором, который способствует росту продаж устройств GDI. Внедрение передовых технологий наряду со строгими нормами регулирующих органов по сдерживанию уровня выбросов, по прогнозам, увеличит размер рынка в предстоящий период.Однако ожидается, что электрификация транспортных средств с внедрением электромобилей в ближайшие годы будет в значительной степени препятствовать росту рынка в течение прогнозируемого периода.

Получите образцы страниц отчета для лучшего понимания@ https://www.precedenceresearch.com/sample/1126

Государственные организации предлагают снижение налогов, стимулы, а также зарядные станции для стимулирования спроса на электроэнергию транспортных средств, которые должны были создать барьер для автомобилей с бензиновым двигателем, что, в свою очередь, еще больше ограничивает рост отрасли.Например, в 2020 году правительство Китая предложило выгодную политику стимулирования и снижение закупочной цены электромобилей, чтобы ускорить их внедрение в ближайшие сроки.

Кроме того, высокая стоимость устройств GDI из-за компонентов, находящихся под высоким давлением, наряду с остаточной сажей являются другими важными факторами, препятствующими росту рынка. Тем не менее, ожидается, что разработка устройств GDI в будущих гибридных автомобилях для улучшения их тяги, усовершенствование устройств GDI с турбонаддувом и принятие новых стандартов выбросов в ряде стран откроют заманчивые возможности для более широкого внедрения устройств GDI в течение прогнозируемого периода.

Основные моменты отчета

  • Европа лидирует на мировом рынке устройств GDI в соответствии со строгими нормами топливной эффективности и целями по выбросам
  • В Азиатско-Тихоокеанском регионе ожидается самый высокий рост в ближайшие годы благодаря усилению внимания к автомобильному рынку игроков к неиспользованным возможностям в регионе
  • По компонентам топливных форсунок ожидается заметный рост за анализируемый период из-за необходимости точного контроля впрыска топлива для обеспечения полного сгорания топлива
  • Сегмент электронных блоков управления (ЭБУ), по прогнозам, наблюдается значительный рост рынка устройств GDI благодаря множеству гибких входных и выходных каналов
  • Легковые автомобили лидируют на рынке устройств GDI с точки зрения доходов из-за растущего интереса потребителей к автомобилям класса люкс и премиум, особенно в развитых странах
  • Коммерческие автомобили сегмент спроецированный t o наблюдайте устойчивый рост из-за роста автомобильных перевозок наряду с внутренней торговой деятельностью по всему миру

Получить персонализированный отчет об исследовании@ https://www.Priorenceresearch.com/customization/1126

Региональные снимки

Европа стала мировым лидером на рынке устройств GDI благодаря значительному присутствию в регионе автомобильных компаний. Кроме того, производители коммерческих автомобилей в первую очередь ориентируются на предоставление своим клиентам двигателей, интегрированных с устройством GDI, которые соответствуют нормам для дальнейшего ограничения выбросов от транспортного средства. Хорошо налаженная дистрибьюторская сеть в автомобильной промышленности по всему региону, по прогнозам, еще больше укрепит проникновение в отрасль.

Азиатско-Тихоокеанский регион переживает самый быстрый рост в ближайшие годы, что связано со строгими государственными нормами по ограничению выбросов CO2 в регионе. Например, в апреле 2017 года правительство Индии поручило модернизировать двигатели транспортных средств до двигателей Stage IV, которые снижают загрязнение окружающей среды, а также соответствуют экологическим нормам. Более того, в январе 2016 года правительство Китая поручило добиться экономии топлива на уровне 5,0 л/100 км для всех обычных легковых автомобилей, продаваемых к 2020 году, тем самым увеличив размер рынка устройств GDI в регионе.

Ключевые игроки и стратегии

На мировом рынке устройств прямого впрыска бензина (GDI) наблюдается острая конкуренция среди участников отрасли из-за повышенного внимания к усовершенствованию, разработке и запуску новых продуктов. Например, в мае 2019 года Delphi Technologies представила свою недавно разработанную систему GDI с давлением более 500 бар, которая снижает выбросы твердых частиц почти на 50 % по сравнению со стандартными системами GDI. Ожидается, что это поможет компании расширить портфель продуктов, а также обслуживать большее количество потребителей.

Некоторыми ключевыми игроками на рынке являются Delphi Automotive LLP, Eaton Corporation, DENSO Corporation, Continental Corporation GmbH, Robert Bosch GmbH, Stanadyne LLC, Keihin Corporation, Hitachi Automotive Systems, Ltd., TI Automotive и Magneti Marelli SpA. среди прочих.

сегментация рынка

по компоненту

  • Топливные форсунки
  • Электронные блоки управления
  • Датчики
  • Топливные насосы

по приложению

  • Пассажирские автомобили (ПК)
  • Коммерческие автомобили (CV )

По регионам

  • Северная Америка
  • Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Остальной мир

7Priorenceresearch.com/checkout/1126

Вы можете разместить заказ или задать любые вопросы по телефону [email protected] | +1 9197 992 333

О нас

Precedence Research — всемирная организация, занимающаяся исследованиями рынка и консалтингом. Мы даем непревзойденный характер предложения нашим клиентам, присутствующим по всему миру в различных отраслевых вертикалях. Precedence Research обладает опытом предоставления нашим клиентам глубокого анализа рынка, а также информации о рынке, охватывающей различные предприятия.Мы обязаны обслуживать нашу разнообразную клиентскую базу, присутствующую на предприятиях медицинских услуг, здравоохранения, инноваций, технологий нового поколения, полупроводников, химикатов, автомобилестроения, аэрокосмической и оборонной промышленности, среди различных предприятий, представленных по всему миру.

Для получения последних обновлений Подпишитесь на нас:

https://www.linkedin.com/company/precedence-research/

https://www.facebook.com/precedenceresearch/

9123 https://www.facebook.com/precedenceresearch/

9123 // твиттер.com/Precedence_R


Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.