Системи вприскування палива (інжектор) - Технічні науки - Скачать бесплатно
Система вприскування палива
У нашій країні експлуатується багато автомобілів іноземного виробництва із системою вприскування палива (інжектором).
Застосування карбюраторів з електронним керуванням сумішоутворенням дає змогу підтримувати оптимальний склад паливно-вітряної 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 і діагностику.
Проте будь-якому карбюратору властивий елемент «стихійності» в сумішоутворенні. Крім того, ця система живлення має межу «пристосування» до режимів роботи двигуна.
Система вприскування палива дає змогу оптимізувати процес сумішоутворення, тобто вприскування може здійснюватися більш оптимально за місцем, часом і потрібною кількістю палива.
Впорскувальні паливні системи класифікуються за різними ознаками.
За місцем підведення палива розрізняють:
центральне одно точкове впорскування;
розподілене впорскування;
безпосереднє впорскування в циліндри.
За способом подавання палива впорскування буває:
неперервним;
переривчастим.
Крім того, ці системи розподіляють за типом механізмів, що дозують паливо:
з плунжерними насосами;
з розподільниками;
з форсунками;
з регулятором тиску.
Регулювання кількості суміші може бути:
пневматичним;
механічним;
електронним.
Регулювання складу суміші може здійснюватися за:
розрідженням у впускній системі;
кутом повороту дросельної заслінки;
витратою повітря.
Система впорскування палива «Mono-Jetronic»
«Mono-Jetronic» - система переривчастого впорскування палива з електронним блоком керування, що має одну на весь двигун магнітоелектричну форсунку.
Оскільки паливну форсунку розташовано перед дросельною заслінкою (практично на місці жиклера карбюратора), тиск палива в системі становить близько 0,1 МПа. Регулятор тиску системи розміщено поблизу форсунки в центральному вузі впорскування, де розташовано також дросельну заслінку, вимикач її положення, датчик температури всмоктуваного повітря.
Система «Mono-Jetronic» не має витратоміра повітря, тому співвідношення повітря та палива тут менш точне й визначається тільки положенням дросельної заслінки, температурою всмоктуваного повітря та частотою обертання колінчатого вала.
Пристрій, що визначає положення дросельної заслінки, - це вимикач із контактами (холостого ходу, часткового навантаження, повного навантаження), а потенціометр, який інформує електронний блок керування про положення заслінки в даний момент часу.
Отже, основне дозування палива здійснюється за трьома параметрами:
положенням дросельної заслінки;
температурою всмоктування повітря
частотою обертання колінчатого вала двигуна.
Дозування під час холодного пуску й прогрівання коректується електронним блоком керування за імпульсами, надходять від датчиків температури всмоктування повітря охолодженої ріднини й потенціометра дросельної заслінки. Останній коректує дозування також у режимі повного навантаження. Коректування токсичності відпрацьованих газів відбувається за сигналами лямда – зонда.
Велику роль у повнішому згоранні палива при використанні паливної системи типа «інжектор» відіграють свічки запалення компанії Реберт Бош, яка є єдиним виробником, що серійно виготовляє свічки, електроди, яких леговані ітрієм.
Однією з переваг Бош Супер плюс є нова оптимізована конструкція свічок – завдяки загостреному боковому електроду забезпечується відчутно краще запалювання, яке, в свою чергу, сприяє оптимальному згорянню повітряно-паливної суміші водночас з підвищеним захистом каталізатора, лямда-зонда і зниженним споживанням палива.
Дозування змінюється збільшенням або зменшенням тривалості впорскування при постійному тиску палива.
Лямда-регулювання
На деяких автомобілях для забезпечення раціонального дозування палива застосовуються звичайний зв'язок – від відпрацьованих газів до складу суміші. При цьому в електронний блок керування подається сигнали від лямда-зонда або датчика кисню (фіксується вільний кисень), розмішаного у випускному трубопроводі двигуна.
Сигнал Лямда-зонда реєструється електронним блоком керування й перетворюється на команду для регулятора керуючого тиску, якій змінює тиск керування, збагачуючи або збіднюючи суміш.
Датчик кисню, як правило, працюють у діапазоні температур 350 – 900 0С. Принцип дії застосованих датчиків різний.
Найпоширеніші цирконієві датчики (використовується керамічний елемент на основі діоксиду цирконію (ZrO2), покритий платиною) – гальванічні джерела струму, що змінюють напругу залежно від температури та вмісту кисню в навколишньому середовищі.
Титанові датчики (використовуються діоксід титану (TiO2)) застосовується нечасто й становлять резистори, опір яких змінюється залежно від температури та вмісту кисню в навколишньому середовищі. Можна сказати, що ці датчики в принципі працюють так само, як і датчики температури двигуна.
Лямда-зонда бувають обігрівні й не обігрівні. Перші, як правило, розташовуються трохи далі від випускного колектора, у випускному трубопроводі. Без обігрівання вони досягли б своєї робочої температури під час пуску двигуна із затримкою. Головна ж мета електричного обігрівання зондів – включення їх у роботу, коли температура відпрацьованих газів, що контактують з ним нижча від 350 0С.
За допомогою датчиків концентрації кисню у відпрацьованих газах удається лише зменшити токсичність вихлопів на певних режимах роботи двигуна. Застосовуються ці датчики, як правило, разом із нейтралізаторами відпрацьованих газів.
Електронний блок керування згладжує коливання напруги бортової мережі, здійснює регулювання холостого ходу. Останнє доглядається обертанням дросельної заслінки спеціальним електрострумом. При цьому збільшується або зменшується кількість повітря залежно від відхилення миттєвого значення частоти обертання колінчатого вала від номінального значення, закладеного в пам'ять електронного блока керування. Блоком керування сприймається також швидкість обертання дросельної заслінки. В режимі прискорення робоча суміш збагачується.
Система впорскування палива «Mono-Jetronic» може бути виконана також у варіанті, показаному на рисунку, із витратоміром повітря та клапаном додаткового повітря.
Форсунки впорскування відкриваються автоматично під тиском і не здійснюють дозування палива. Кут конуса розпилювання палива становить приблизно 35 0 ( у пускової форсунки – 80 0).
Форсунки, що випускаються, наприклад, фірмою BOSCH, розроблено для кожної моделі автомобіля та двигуна й їхні конструкції постійно вдосконалюються.
Найпоширеніші діапазони тисків відкривання форсунків (початку впорскування) такі: 0,27 - 0,38; 0,30 - 0,41; 0,32 – 0,37; 0,43 – 0,46; 0,45 – 0,52 МПа. Деякі фірми зазначають тиск початку впорскування для нових форсунок і тих, що припрацювалися.
Так, для автомобілів «Mersedes-Benz-190» тиски початку впорскування нових форсунок становить 0,35 – 0,41 МПа та 0,37 – 0,43 МПа, а форсунок, що припрацювалися, - відповідно 0,3 (не менше) і 0,32 МПа.
Для деяких автомобілів, наприклад «Audi-100» (п’ять циліндрів) зазначають подачу форсунок: при потужності двигуна 74 – 98 кВт на холостому ходу подача становить 25 - 30 см 3/хв. а в режимі повного навантаження – 80 см 3/хв..
Важливий показник роботи форсунки впорскування – тиск, що відповідає закритому стану. Наприклад, на автомобілі з діапазоном тисків початку відкривання форсунок 0,45 – 0,52 МПа, тиск, що відповідає закритому стану (тиск зливання), дорівнює 0,25 МПа й підрахувати кількість крапель палива, які виходять із розпилювача за 1 хв. (допускається тільки одна крапля). Якщо бензин недостатнь чистий, тиск зливання різко спадає, а це в свою чергу, може ускладнити пуск двигуна (особливо гарячого).
Іноді до клапанних форсунок впорскування може додатково підводитися повітря. Воно забирається перед дросельною заслінкою (тиск тут вищий, ніж біля форсунки) й спеціальним каналом подається у тримач кожної форсунки. Ця система сприяє поліпшенню сумішоутворення на холостому ходу оскільки змішування бензину з повітрям починається вже у тримачі форсунки.
Краще сумішоутворення забезпечує краще згорання й відповідно меншу втрату палива, а також зниження токсичної відпрацьованості газів.
Форсунки у впускний колектор угвинчують або запресовують. В останньому випадку під час демонтажу їх потрібно додатково прикладати значне зусилля. Краще впресовувати форсунки, нагрівши колектор до температури 80 0 С.
Клапан додаткового повітря
Як відомо, під час пуску холодного двигуна та його прогрівання до стійкої роботи потрібна підвищена кількість робочої суміші. Забезпечується ця кількість пристроями. Один з них – клапан додаткового повітря. Коли двигун холодний, діафрагма 1 клапана втримується біметалевою пластиною у верхньому положенні, клапан відкритий, і повітря надходить, минаючи дросельну заслінку. В міру прогрівання біметалева пластина вигинається вниз, унаслідок чого канал подачі додаткового повітря перекривається. Біметалева пластина обігрівається спеціальною електричною спіраллю, а також завдяки температурі двигуна.
За допомогою цього клапана під час прогрівання збільшується лише кількість повітря.
Для збагачення робочої суміші є два способи:
1). Додаткове повітря фіксується витратоміром, його напірний диск перемішується й через важіль діє на плунжер розподільника піднімаючи його в гору. (суміш збагачується).
2). На холодному двигуні вмикається регулятор керуючого тиску. Біметалева пластина регулятора стискає пружину діафрагмового клапана, відкриваючи канал зливання палива, що зменшує протидію на плунжері розподільника. Зменшення керуючого тиску за незмінної витрати повітря спричиняє збільшення ходу напірного диска. Внаслідок цього розподільний плунжер додатково трохи піднімається, збільшуючи кількість палива, що подається до форсунок.
Витратомір повітря.
Повітряний потік діє на вимірювальну заслінку 2 прямокутної форми, закріплену на осі в спеціальному каналі. Поворот заслінки перетворюється потенціометром на напругу, пропорційну витраті повітря. Потенціометр має вигляд ланцюжка резисторів, увімкнених паралельно контактній доріжці.
Для повітряного потоку на вимірювальну заслінку 2 урівноважується пружиною. Для гасіння коливань, спричинених пульсаціями повітряного потоку та динамічними впливами, характерними для автомобіля, особливо на поганих дорогах, у витратомірі є демпфер з пластиною 4.
Останню виконано як одне ціле з вимірювальною заслінкою 2. Різким переміщенням вимірювальної заслінки перешкоджає повітря, що стискається в демпферній камері й тисне на пластину 4.
На вході у витратомір вбудовано датчик 5 температури повітря, що надходить. У верхній частині витратоміра розташовано обвідний канал 1 із гвинтом 6 якості (складу) суміші. Витратоміри бувають із шести – й семиштекірним підмиканням.
Система впорскування палива « Opel-Multic»
«Opel-Multic» - система одно точкового (центрального) переривчастого впорскування. Як і в системі «Mono-Jetronic», тиск палива й переріз отвору форсунки постійні, тому доза впорскування палива визначається тільки тривалістю відкриття форсунки.
Система «Opel-Multic» не має витратоміра, як і система «Mono-Jetronic», але відповідність між масою всмоктування палива також установлюється за трьома параметрами:
Кутом повороту дросельної заслінки, частотою обертання колінчатого вала двигуна й тиском у впускному трубопроводі. Електричний блок керування, дістаючи сигнали від датчика тиску у впускному трубопроводі, коректує склади робочої суміші залежно від режиму роботи двигуна. Система має регулятор холодного ходу з кроковим електродвигуном і пристрій контролю за розпиленням палива, в якій підводяться пари палива з бака. Центральний вузол впорскування має в своєму складі електромагнітну форсунку 10, регулятор тиску 9, регулятор холостого ходу з кроковим електродвигуном, дросельну заслінку з потенціометром.
Заключення
Завдяки відсутності додаткового опору потоків повітря на впуску у вигляді карбюратору з дифузором, а також, більш високому коефіцієнту наповнення циліндрів, можна дістати вищу літрову потужність двигуна.
Впорскування дає змогу використовувати більше перекриття клапанів для кращого продування камери згорання 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 в свою чергу, дає змогу зменшити потрібне октанове число на 2 – 3 од., тобто підвищити ступень стискання без загрози детонації. Крім того, знижується утворення оксидів азоту під час згорання палива, поліпшуються умови мащення дзеркала циліндра.
Література:
1.Кисликов В.Ф., підручник «Будова й експлуатація автомобілів – К. «Либідь» 1999 р.
|
