Система впорскування палива - Технічні науки - Скачать бесплатно

У нашій країні експлуатується багато автомобілів іноземного виробництва із системою впорскування палива (інжектором).

Застосування карбюраторів з електронним керуванням сумішоутворенням дає змогу: підтримувати оптимальний склад паливо повітряної суміші й оптимальне наповнення циліндрів на різних режимах роботи двигуна; збільшити паливну економічність і зменшити вміст шкідливих сполук у відпрацьованих газах; підвищити надійність сис­теми живлення, а також полегшити обслуговування й діагностику.

Проте будь-якому карбюратору властивий елемент «стихійності» в сумішоутворенні. Крім того, ця система живлення має межу «пристосування» до режимів роботи двигуна.

Система впорскування палива дає змогу оптимізувати процес су­мішоутворення, тобто впорскування може здійснюватися більш оп­тимально за місцем, часом і потрібною кількістю палива.

Впорскувальні паливні системи класифікують за різними ознака­ми. За місцем підведення палива розрізняють: • централь­не одноточкове впорскування; • розподілене впорскування; • безпосеред­нє впорскування в циліндри. За способом подавання палива впорскування буває: • неперервним; • переривчастим. Крім того, ці системи розрізняють за типом механізмів, що дозують паливо: • з плунжерними насосами; • з розподільниками; • з форсун­ками; • з регуляторами тиску. Регулювання кількості суміш і може бути: • пневматичним; • механічним; • електронним. Регу­лювання складу суміші може здійснюватися за: • розрідженням у впускній системі; • кутом повороту дросельної заслінки; • витратою повітря.

Впорскування дає змогу точніше розподілити паливо в циліндрах. У разі розподіленого впорскування склад суміші в різних циліндрах відрізняється тільки на 6...7 %, а в разі живлення від карбюратора — на 11...17 %.

Завдяки відсутності додаткового опору потокові повітря на впуску у вигляді карбюратора з дифузором, а отже, більш високому коефіцієнту наповнення циліндрів, можна дістати вищу літрову по­тужність двигуна.

Впорскування дає змогу використовувати більше перекриття кла­панів для кращого продування камери згоряння чистим повітрям, а не сумішшю. Внаслідок кращого продування й більшої рівномірнос­ті складу суміші в циліндрах знижується температура стінок цилінд­рів, днищ поршнів і випускних клапанів, що, своєю чергою, дає змо­гу зменшити потрібне октанове число палива на 2...З од., тобто під­вищити ступінь стискання без загрози детонації. Крім того, знижується утворення оксидів азоту під час згоряння палива, поліп­шуються умови мащення дзеркала циліндра.

Проте, як і в карбюраторному двигуні, треба, щоб склад суміші в процесі впорскування палива узгоджувався з режимом роботи двигу­на (пуск, холостий хід, малі й максимальні навантаження); в разі різ­кого відкриття дросельної заслінки має забезпечуватися збагачення суміші.

Система впорскування палива «K-Jetronic»

Система «K-Jetronic» фірми BOSCH — це механічна система постійного впорскування палива.

Паливо під тиском надходить до форсунок, установлених перед впускними клапанами у впускному колекторі. Форсунки неперервно розпилюють паливо, тиск якого (витрата) залежить від навантажен­ня двигуна (розрідження у впускному колекторі) та температури охо­лодної рідини.

Кількість повітря, що підводиться, постійно вимірюється витра­томіром, а кількість упорскуваного палива строго пропорційна (1:14,7) кількості повітря, яке надходить, і регулюється дозатором-розподільником палива. Дозатор-розподільник, або регулятор скла­ду й кількості робочої суміші, складається з регулятора кількості па­лива й витратоміра повітря. Кількість палива регулюється розподіль­ником, що керується витратоміром повітря та регулятором керуючо­го тиску. Своєю чергою, дія регулятора керуючого тиску визначається розрідженням у впускному трубопроводі, а також тем­пературою рідини в системі охолодження двигуна.

Принцип дії, головна дозувальна система й система холостого ходу. Паливний насос 4 (рис. 2.62) забирає паливо з бака 1 [ подає його під тиском близько 0,5 МПа через нагромаджувач J?Ta фільтр 2до кана­лу А дозатора-розподільника 8. У разі звичайного карбюраторного живлення керування двигуном здійснюється натисканням на педаль «газу», тобто повертанням дросельної заслінки, яка регулює кіль­кість робочої суміші, що подається в циліндри, а в системі впорску­вання дросельна заслінка /регулює тільки подачу чистого повітря. Для забезпечення потрібного співвідношення між кількістю по­вітря, що надходить, та кількістю впорскуваного палива використо­вуються витратомір повітря з напірним диском 10 і дозатор-розпо-дільник палива 8.

Насправді витратомір не вимірює, буквально, витрату повітря, а просто його напірний тиск переміщується «пропорційно» витраті повітря. Назва «витратомір» пояснюється тим, що в цьому пристрої використано принцип дії фізичного приладу, який називається трубкою Вентурі й застосовується для вимірювання витрати газів.

Витратомір повітря системи впорскування палива становить прецизійний механізм. Його напірний диск дуже легкий (товщина — приблизно 1 мм, діаметр — 100 мм), кріпиться до важеля, з іншого боку якого встановлено балансир, що зрівноважує всю систему. Оскільки вісь обертання важеля лежить в опорах з міні­мальним тертям (підшипники кочення), диск дуже «чутливо» реагує на зміну витрати повітря.

На осі обертання важеля напірного диска 10 закріплено другий важіль з роликом. Останній упирається безпосередньо в нижній кінець плунжера дозатора-розподільника. Використання другого ва­желя з регулювальним гвинтом дає змогу змінювати відносне поло­ження важелів, а отже, й розташування напірного диска та упорного ролика (плунжера розподільника), тим самим регулюючи склад ро­бочої суміші. Положення гвинта регулюється на заводі-виготовлю-вачі. На деяких автомобілях, наприклад BMW-5201, BMW-525i, BMW-528i, BMW-535i, цим гвинтом можна в разі потреби відрегу­лювати вміст СО у відпрацьованих газах (суміш збіднюється загвин­чуванням гвинта).

Механічна система витратомір повітря—дозатор-розподільник забезпечує тільки відповідність переміщень напірного диска та плун­жера розподільника. Проте, якщо трубка Вентурі забезпечує лінійну залежність переміщення напірного диска від витрати повітря, то найпростіший за формою плунжера розподільник такої залежності між переміщенням плунжера та витратою бензину вже не дає. Тому застосовано систему диференціальних клапанів.

Із дозатора-розподільника паливо каналами Е подається до форсунок упорскування 6. Переміщення напірного диск; спричинює переміщення плунжера розподільника. Взаємозв'язок переміщень диференціальні канали забезпечують певне співвідношення повітря та бензину в робочій суміші. Для забезпечення відповідності склад; робочої суміші режиму роботи двигуна в системі впорскування з бо ку верхньої частини плунжера в розподільник кана­лом С підводиться керуючий тиск, який визначається регулятором : і залежить від режиму роботи двигуна. В разі збільшення тиску опір переміщенню плунжера зростає — суміш збіднюється, а в разі змен­шення, навпаки, опір переміщенню плунжера спадає — суміш збага­чується.

Один із режимів роботи автомобільного двигуна — різке відкрит­тя дросельної заслінки. В разі карбюраторної системи живлення по­трібне збагачення суміші здійснюється прискорювальним насосом (без насоса, оскільки повітря більш рухливе, відбувалося б збіднення її). За системи впорскування збагачення забезпечується майже мит­тєвою реакцією напірного диска.

Робота бензинового електричного насоса 4 не залежить від частоти обертання колінчастого вала двигуна. Насос умикається, якщо ввімкнено запалювання й обертається колінчас­тий вал. Оскільки насос має двократний запас за тиском і десяти­кратний — за подачею, в системі впорскування потрібен регулятор тиску живлення. Цей регулятор 9 вбудовано в доза-тор-розподільник і сполучено з каналом А (підведення палива); ка­налом В зливається зайве паливо в бак, а канал D сполучено з регулятором керуючого тиску 5.

Холостий хід карбюраторних двигунів регулюється двома гвинтами: кількості та якості суміші. Система живлення з упоскуванням палива також має два гвинти: гвинт якості (складу) робочої суміші, яким регулюється вміст СО у відпрацьованих газах, і гвинт кількості суміші 11, за допомогою якого встановлюється частота обертання ко­лінчастого вала двигуна на холостому ходу.

Система пуску. Після пуску двигуна електронасос 4 практично миттєво створює тиск у системі. Якщо двигун прогрітий (до температури не менше ніж 35 °С), то термореле 6вимикає пуско­ву форсунку 11 з електромагнітним керуванням. У момент пуску холодного двигуна та протягом певного часу пускова форсунка впорскує у впускний колектор додаткову кількість палива.

Тривалість роботи пускової форсунки визначає термореле залежить від температури охолодної рідини. Клапан 8 забезпечує підведення до двигуна додаткової кількості повітря для підвищення частоти

обертання колінчастого вала холодного двигуна на холостому ході. Додаткове збагачення паливоповітряної суміші під час пуску й про­грівання холодного двигуна досягається за рахунок вільнішого підні­мання плунжера дозатора-розподільника завдяки тому, що регулятор керуючого тиску 5 знижує над плунжером протидіючий тиск повер­нення.

Отже, якщо двигун уже прогріто, то живлення здійснюється тіль­ки через головну дозувальну систему та систему холостого ходу. При цьому термореле, пускова електро­магнітна форсунка 1 клапан додаткового повітря 8 не працюють. Під час пуску й прогрівання холодного двигуна всі зазначені елемен­ти системи впорскування починають працювати, забезпечуючи на­дійний пуск і стабільну роботу двигуна на холостому ходу.

Допоміжні елементи системи впорскування: • паливний електро­насос; • нагромаджувач палива; • паливний фільтр.

Паливний електронасос Д — ротаційний роликовий одно- або багатосекційний. Від ротаційного лопатевого роликовий насос відрізняється тим, що замість лопатей у пази ротора встанов­лено ролики для заміни ковзання лопатей по статору коченням. Для бензонасоса це особливо важливо, оскільки бензин не має мастиль­ної властивості.

На вході бензонасоса передбачено фільтрувальну сітку, що при­значається для затримання порівняно великих сторонніх частинок.

Паливний насос розташовують як зовні бака, так і безпосередньо занурюють у бензин у баці. За зовнішньою формою насос нагадує котушку запалювання й становить об'єднання агрегату-електродвигуна постійного струму та власне насоса. Особливість цієї конструк­ції полягає в тому, що бензин обмиває всі внутрішні деталі електро­двигуна: якір, колектор, щітки, статор.

Насос має два клапани: запобіжний, що сполучає порожнини на­гнітання й усмоктування, та зворотний, який перешкоджає зливан­ню палива із системи. Зворотний клапан і демпфірувальний дросель вбудовано в штуцер паливного насоса. Демпфер дещо згладжує різке зростання тиску в системі під час пуску паливного на­соса (тиск знижується тільки до значення, за якого закриваються клапанні форсунки). Тиск, що розвивається насосом, або тиск у системі, становить близько 0,5 МПа; подача насосів за температури 20 °С та напруги 12 В — порядку 1,7...2 л/хв; робоча напруга — 7...15 В; максимальне значення сили струму — 4,7...9,5 А.

Нагромаджувач палива 3 — це пружинний гідро­акумулятор, що призначається для підтримання тиску в системі, ко­ли зупинено двигун і вимкнено бензонасос. Підтримання залишко­вого тиску запобігає утворенню в трубопроводах парових пробок, які ускладнюють пуск двигуна (особливо гарячого).

У системі нагромаджувач установлюють за паливним насосом. Він має три порожнини: верхню, де розміщено пружину, середню — нагромаджувальну (об'ємом 20...40 см3) та нижню з двома каналами (підвідним і відвідним) або з одним, що виконує обидві функції. Верхню й середню порожнини відокремлено гнучкою діафрагмою, а середню й нижню — перегородкою.