Система за директно впръскване

система за директно впръскване

Система за директно впръскване

Системата за директно впръскване на гориво е най-модерната система за впръскване на гориво на бензиновите двигатели. Системата се основава на впръскване на гориво директно в горивната камера на двигателя. Система за директно инжектиране. За първи път беше използвана система за директно впръскване на двигателя GDI, инсталиран на автомобили на Mitsubishi. Съвременните системи за директно впръскване се използва в двигателите на много автомобилни производители. Усъвършенствани Audi, TFSI двигатели и Volkswagen, FSI , TSI двигатели. Които почти изцяло преминаха към бензинови двигатели с директно впръскване. Двигателите с директно впръскване имат BMW, N54, N63 двигатели. Infiniti, M56 двигатели. Ford EcoBoost двигатели. General Motors, Ecotec двигатели. Hyundai, Theta двигатели. Mazda, Skyactiv двигатели. Mercedes-Benz, CGI двигатели. Използването на система за директно впръскване позволява постигане на до 15 % икономия на гориво, както и намаляване на емисиите на вредни вещества с изгорели газове.

Дизайн на система за директно впръскване

Дизайнът на системата за директно впръскване на гориво е разгледан на примера на система, инсталирана на FSI двигатели. Тя представлява веригата на високо налягане на горивната система на двигателя. Включва горивна помпа с високо налягане, регулатор на налягането на горивото, горивна релса, предпазен клапан, сензор за високо налягане и дюзи за впръскване. Горивната помпа за високо налягане се използва за подаване на гориво към горивната шина и по-нататък към инжекционните дюзи. Основата на дизайна на помпата е едно или повече бутала. Помпата се задвижва от всмукателен разпределителен вал. Регулаторът на налягането на горивото осигурява дозирано подаване на гориво от помпата в съответствие с инжекционната дюза. Регулаторът е разположен в горивната помпа за високо налягане. Релсата за гориво се използва за разпределяне на гориво между инжекционните дюзи. Предпазният клапан предпазва елементите на системата за впръскване от екстремните налягания, произтичащи от топлинното разширение на горивото. Клапанът е монтиран на горивната шина.

Какво включва система за директно впръскване

Сензорът за високо налягане е проектиран да измерва налягането в горивната шина. В съответствие със сигналите на сензора, устройството за управление на двигателя може да промени налягането в горивната шина. Инжекционната дюза осигурява разпръскване на горивото в горивната камера за образуване на смес от гориво и въздух. Координираната работа на системата се осигурява от електронната система за управление на двигателя. Която е допълнително развитие на комбинираната система за впръскване и запалване. Традиционно системата за управление на двигателя комбинира входни сензори, управляващ блок и задействащи механизми. В допълнение към датчика за високо налягане на горивото, в интерес на системата за директно впръскване работят сензор за скорост на коляновия вал. Датчик за положение на разпределителния вал. Датчик за положение на педала на газта. Измервател на дебита на въздуха, датчик за температура на охлаждащата течност. Датчик за температура на входящия въздух. Като цяло, сензорите предоставят необходимата информация на блока за управление на двигателя.

Работа на система за директно впръскване

Системата за директно впръскване в резултат на работа осигурява образуването на няколко вида смес. Пластова, стехиометрична хомогенна. Разнообразието от образуване на смес определя високата ефективност на използването на гориво във всички режими на работа на двигателя. Слоевото смесване на слой се използва, когато двигателят работи при ниски и средни скорости и натоварвания. Стехиометрично хомогенно образуване на смес се използва при високи обороти на двигателя и големи натоварвания. При лоша хомогенна смес двигателят работи в междинни режими. С наслоеното образуване на смес дроселът е почти напълно отворен, входните капаци са затворени. Въздухът влиза в горивната камера с висока скорост. Горивото се впръсква в зоната на запалителната свещ в края на хода на компресията. За кратко време преди запалването в близост до запалителната свещ се образува гориво-въздушна смес, с коефициент на излишък на въздух от 1,5 до 3. При запалване на сместа около нея остава много чист въздух, действащ като топло изолатор.

Комбинирана система за директно впръскване

Бензиновият двигател с директно впръскване на гориво при определени работни условия се характеризира със значително съдържание на прахови частици в отработените газове. Съдържанието им може да надвишава емисиите на подобен по обем дизелов двигател. За да намали емисиите на вредни вещества, отговаряйки на изискванията на Евро-6, Volkswagen разработи комбинирана система за впръскване. Която комбинира система за директно впръскване и разпределена инжекционна система на един двигател. Блокът за управление на двигателя, в зависимост от работните условия, активира една от инжекционните системи. Като по този начин постига значително намаляване на емисиите от частици сажди и въглероден диоксид. В момента комбинираното впръскване се реализира на двигатели TFSI от 1,8 и 2,0 литра.

Конструкцията на система за директно впръскване

Конструкцията на комбинираната система за впръскване включва елементи на система за директно впръскване. Дюзи, горивна релса под високо налягане. Разпределени инжекционни системи, дюзи, горивна релса с ниско налягане и горивна помпа за високо налягане, която осигурява захранване на двете системи. Дюзите с директно впръскване са монтирани директно в горивните камери на цилиндрите. Релсата за гориво с високо налягане поддържа налягане от 20 MPa. Дюзите на разпределената инжекционна система са инсталирани в каналите на всмукателния колектор пред всмукателните клапани. Работата на комбинираната система за впръскване се извършва в зависимост от натоварването на двигателя. Когато двигателят стартира, неговото загряване, както и при работа с максимален товар, се активира системата за директно впръскване. В същото време се извършват различни брой впръсквания на гориво в различни режими.

Разпределената система за директно впръскване

Разпределената система за впръскване е свързана при частично натоварване на двигателя. Този режим на работа е типичен главно за градския трафик, който е придружен от чести спирки и стартиране на автомобили. Когато работите в разпределен режим на инжектиране, комбинираната система периодично използва дюзи за директно впръскване, за да предотврати запушването. Оптимизирането на режимите на впръскване на гориво в съответствие с режимите на работа на двигателя позволява да се постигне минимална емисия на частици сажди в атмосферата с изгорели газове. Трябва да се отбележи, че ако една от инжекционните системи се повреди, двигателят продължава да работи в авариен режим, а автомобилът има възможност да се движи.