Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. helmikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä  - polttoaineen syöttöjärjestelmä , suurin ero kaasutinjärjestelmästä - polttoaineen syöttö suoritetaan pakotetulla polttoaineen ruiskutuksella käyttämällä suuttimia imusarjaan tai sylinteriin .

Järjestelmää on asennettu massiivisesti bensiinikäyttöisiin automoottoreihin 1980-luvulta lähtien; autoja, joissa on tällainen voimajärjestelmä, kutsutaan usein polttoaineruiskutuksiksi . Mäntämoottoreiden ilmailussa tällaista järjestelmää alettiin käyttää paljon aikaisemmin - 1930-luvulta lähtien, mutta noiden vuosien alhaisen elektroniikkatekniikan ja tarkkuusmekaniikan vuoksi se pysyi epätäydellisenä. Suihkukoneen aikakauden alkaminen johti polttoaineen ruiskutusjärjestelmien työskentelyn lopettamiseen. Ilmailun "toinen tuleminen" ( kevytmoottori ) tapahtui jo 1990-luvun lopulla.

Laite

Ruiskutusjärjestelmässä polttoaine ruiskutetaan ilmavirtaan erityisillä suuttimilla  - suuttimilla .

Luokitus

Asennuskohdan ja suuttimien lukumäärän mukaan:

• Yksiruiskutus , keskusruiskutus tai yksipisteruiskutus [1]  - yksi suutin kaikille sylintereille, joka sijaitsee yleensä kaasuttimen paikalla ( imusarjassa ). Tällä hetkellä epäsuosittu lisääntyneiden ympäristövaatimusten vuoksi: Euro-3:sta alkaen ympäristöstandardi vaatii yksilöllisen polttoaineen annostuksen jokaiselle sylinterille. Yksittäiset injektiot erottuivat yksinkertaisuudestaan ​​ja erittäin korkeasta luotettavuudestaan, mikä johtui pääasiassa siitä, että suutin sijaitsee suhteellisen mukavassa paikassa, kylmässä ilmavirrassa.
• Portin ruiskutus tai monipisteruiskutus [1]  - jokaista sylinteriä palvelee erillinen eristetty suutin imusarjassa lähellä imuventtiiliä. Samanaikaisesti hajautettuja injektiotyyppejä on useita:

• Samanaikainen - kaikki suuttimet avautuvat samanaikaisesti.
• Parin rinnakkais - suuttimet avautuvat pareittain, yksi suutin avautuu välittömästi ennen imuiskua ja toinen ennen poistoiskua. Koska venttiilit ovat vastuussa polttoaine-ilma-seoksen saamisesta sylintereihin, tällä ei ole voimakasta vaikutusta. Nykyaikaisissa moottoreissa käytetään vaiheittaista ruiskutusta, parin rinnakkaista käytetään vain moottorin käynnistyksen yhteydessä ja hätätilassa, jos nokka-akselin asentoanturi (ns. vaihe) hajoaa.
• Vaiheittainen ruiskutus  - jokaista suutinta ohjataan erikseen ja se avautuu juuri ennen imuiskua.
• Suoraruiskutus [2]  - polttoaine ruiskutetaan suoraan polttokammioon.

Polttoainejärjestelmän hallinta

Tällä hetkellä polttoaineensyöttöjärjestelmiä ohjataan erityisillä mikro -ohjaimilla , tämän tyyppistä ohjausta kutsutaan elektroniseksi. Tällaisen järjestelmän toimintaperiaate perustuu siihen, että mikro -ohjain tekee päätöksen injektorien avautumishetkestä ja kestosta antureilta saatujen tietojen perusteella. Polttoaineen syöttöjärjestelmän varhaisissa malleissa erityiset mekaaniset laitteet toimivat ohjaimena.

Kuinka se toimii

Järjestelmän käytön aikana säädin vastaanottaa tietoja erityisistä antureista seuraavista parametreista:

• kampiakselin sijainti ja nopeus;
• moottorin ilmamassavirta;
• jäähdytysnesteen lämpötila;
• kaasuläpän asento;
• pakokaasujen happipitoisuus (palautejärjestelmässä);
• räjähdyksen esiintyminen moottorissa;
• jännite auton sisäverkossa;
• ajoneuvon nopeus;
• nokka-akselin asento (järjestelmässä, jossa on peräkkäinen hajautettu polttoaineen ruiskutus);
• pyyntö kytkeä ilmastointilaite päälle (jos se on asennettu autoon);
• epätasainen tie (epätasaisen tien anturi);
• tuloilman lämpötila.

Rekisterinpitäjä ohjaa saatujen tietojen perusteella seuraavia järjestelmiä ja laitteita:

• polttoaineen syöttö (suuttimet ja sähköinen polttoainepumppu),
• sytytysjärjestelmä,
• tyhjäkäynnin säätö,
• bensiinihöyryn talteenottojärjestelmän adsorberi (jos tämä järjestelmä on autossa),
• moottorin jäähdytystuuletin,
• ilmastointilaitteen kompressorin kytkin (jos autossa on),
• diagnostinen järjestelmä.

Elektronisen ruiskutuksen parametrien muuttaminen voi tapahtua kirjaimellisesti "lennossa", koska ohjaus tapahtuu ohjelmiston avulla ja se voi ottaa huomioon suuren määrän ohjelmistotoimintoja ja antureiden tietoja. Lisäksi nykyaikaiset elektroniset ruiskutusjärjestelmät pystyvät mukauttamaan työohjelman tiettyyn moottoriin, ajotyyliin ja moniin muihin ominaisuuksiin ja spesifikaatioihin. Aikaisemmin käytettiin mekaanista ruiskutuksen ohjausjärjestelmää.

Ruiskutussuuttimen toimintahäiriöiden nopeaan havaitsemiseen käytetään polttoaineen ruiskutusjärjestelmän tietokonediagnostiikkaa [3] .

Edut

Edut verrattuna moottoreihin, jotka on varustettu kaasuttimen polttoaineensyöttöjärjestelmällä (moottoreiden yhteydessä, joissa on elektroninen ohjausyksikkö ):

• Polttoaineenkulutuksen merkittävä lasku jopa varhaisissa järjestelmissä (esimerkiksi ensimmäisten sukupolvien ruiskutusjärjestelmällä varustetun VAZ-21214 Niva-auton keskimääräinen polttoaineenkulutus on 30-40% pienempi kuin vastaavan VAZ-21213-auton, joka on varustettu kaasutin). Nykyaikaiset järjestelmät tarjoavat polttoaineenkulutuksen noin 2 kertaa pienemmäksi kuin viimeisimpien sukupolvien kaasutetuissa ajoneuvoissa, joilla on sama paino ja tilavuus.
• Merkittävä moottoritehon lisäys, erityisesti alhaisilla nopeuksilla.
• Moottorin käynnistys on yksinkertaistettua ja täysin automatisoitua.
• Vaaditun joutokäyntinopeuden automaattinen ylläpito.
• Laajemmat moottorin ohjausmahdollisuudet (parannetut moottorin dynaamiset ja tehoominaisuudet).
• Se ei vaadi ruiskutusjärjestelmän manuaalista säätöä, koska se suorittaa itsesäädön happianturien lähettämien tietojen perusteella sekä kampiakselin epätasaisen pyörimisen mittauksen perusteella.
• Säilyttää suunnilleen stoikiometrisen seoksen, mikä vähentää merkittävästi palamattomien hiilivetyjen päästöjä ja varmistaa redox- katalysaattoreiden käytön maksimaalisen vaikutuksen . Tämän seurauksena myrkyllisten palamistuotteiden päästöt ovat moninkertaistuneet. Esimerkiksi uusimpien kaasutinautojen sukupolvien hiilimonoksidipäästöt olivat noin 20-30 g/kWh, Euro-2-ruiskutusautoilla jo 4 g/kWh ja Euro-5-autoilla vain 1,5 g/kWh. kWh.
• Runsaasti mahdollisuuksia itsediagnostiikkaan ja parametrien itsesäätöön, mikä yksinkertaistaa ajoneuvon huoltoprosessia. Itse asiassa ruiskutusjärjestelmät, alkaen Euro-3:sta, eivät vaadi säännöllistä huoltoa ollenkaan (vain viallisten elementtien vaihto vaaditaan).
• Paras suoja auton varkauksilta. Moottorin ohjausyksikkö ei syötä polttoainetta moottoriin ilman käynnistyksenestolaitteen lupaa.
• Kyky alentaa konepellin korkeutta, koska ruiskutusjärjestelmän elementit sijaitsevat moottorin sivuilla, eivät moottorin yläpuolella, kuten useimmat auton kaasuttimet.
• Kaasutinjärjestelmissä, kun moottori ei ole käynnissä tai kun se toimii pienillä nopeuksilla, kaasuttimesta haihtuvan bensiinin vuoksi koko polku ilmansuodattimesta imuventtiiliin täyttyy palavalla seoksella, jonka tilavuus joka monisylinterisissä moottoreissa on melko suuri. Sytytysjärjestelmän toimintahäiriöt tai väärin säädetyt venttiilivälykset voivat aiheuttaa liekkien karkaamisen imusarjaan ja sytyttää siinä olevan palavan seoksen, mikä aiheuttaa voimakkaita poksahduksia ja voi johtaa tulipaloon tai sähköjärjestelmän laitteiden vaurioitumiseen. Ruiskutusjärjestelmissä bensiiniä syötetään vain sillä hetkellä, kun vastaavan sylinterin imuventtiili avataan ja palavan seoksen kerääntymistä imukanavaan ei tapahdu.
• Kaasuttimen toiminta riippuu sen sijainnista avaruudessa. Esimerkiksi useimmat auton kaasuttimet toimivat vakavilla rikkomuksilla, kun auto rullaa jo 15 astetta. Injektiojärjestelmillä ei ole tällaista riippuvuutta.
• Kaasuttimen toiminta riippuu suuresti ilmanpaineesta, mikä on erityisen kriittistä käytettäessä autojen moottoreita vuoristossa sekä lentokoneiden moottoreille. Injektiojärjestelmillä ei ole tällaista riippuvuutta.

Haitat

Ohjausyksiköllä varustettujen moottoreiden tärkeimmät haitat verrattuna kaasuttimiin:

• Solmujen korkeat kustannukset (se oli merkityksellistä noin 2005 asti).
• Elementtien alhainen huollettavuus (menetetty merkitys niiden massatuotannon kehittymisen ja lisääntyneen luotettavuuden vuoksi).
• Korkeat vaatimukset polttoaineen jakokoostumukselle.
• Erikoishenkilöstön ja -laitteiden tarve diagnostiikkaan, huoltoon ja korjaukseen, korkeat korjauskustannukset (menetyt merkityksellisyyden mobiililaitteiden ja diagnostiikkaohjelmien massiivisen jakelun vuoksi).
• Riippuvuus virtalähteestä ja jatkuvan syöttöjännitteen kriittinen vaatimus (moderni versio, elektronisesti ohjattu), mikä esti pitkään elektronisesti ohjatun ruiskutuksen käyttöä ilmailussa, moottorikelkoissa ja perämoottoreissa.
• Bensiinin syöttö paineen alaisena, mikä onnettomuuden sattuessa lisää tulipalon todennäköisyyttä. Siksi varhaisissa järjestelmissä polttoainepumpun piirissä oli automaattinen kytkin, joka laukesi törmäyksessä, ja nykyaikaisissa järjestelmissä säädin sammuttaa polttoainepumpun hätätilanteissa.

Historia

Ruiskutusjärjestelmien syntyminen ja soveltaminen ilmailussa

Horisontissa kulmassa toimivia kaasutinjärjestelmiä on täydennettävä erilaisilla laitteilla tai käytettävä erityisesti suunniteltuja kaasuttimia. Lentokoneiden moottoreiden suoraruiskutusjärjestelmä on kätevä vaihtoehto kaasuttimelle, koska ruiskutusjärjestelmä toimii suunnittelultaan missä tahansa asennossa suhteessa painovoiman suuntaan.

Venäjän ensimmäisen koemoottorin ruiskutusjärjestelmällä valmistivat vuonna 1916 Mikulin ja Stechkin .

Vuoteen 1936 mennessä ensimmäiset polttoainesarjat bensiinin suoraan ruiskuttamiseen sylintereihin olivat valmiita Robert Boschilla , jota vuotta myöhemmin alettiin valmistaa massatuotantona Daimler-Benz DB 601 V-muotoisella 12-sylinterisellä moottorilla . Nämä 33,9 litran moottorit varustettiin erityisesti Luftwaffe Messerschmitt Bf 109 -hävittäjillä . Ja jos DB 600 kaasutinmoottori kehitti 900 hv lentoonlähdön aikana. s., sitten ruiskutuksella varustettu DB 601 mahdollisti tehon lisäämisen 1100 hv:iin. c. ja enemmän. Myöhemmin sarjaan tuli yhdeksänsylinterinen "tähti" BMW 132, jolla oli samanlainen voimajärjestelmä - lisensoitu Pratt & Whitney Hornet -lentokoneen moottori, jota BMW on valmistanut vuodesta 1928 lähtien . Se asennettiin myös esimerkiksi Junkers Ju 52 -kuljetuskoneisiin . Englannin, Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton lentokoneiden moottorit olivat tuolloin yksinomaan kaasutettuja. Mitsubishi A6M Zero -hävittäjien japanilainen ruiskutusjärjestelmä vaati huuhtelua jokaisen lennon jälkeen, joten se ei ollut suosittu joukkojen keskuudessa.

Vasta vuoteen 1940 mennessä , kun Neuvostoliitto onnistui ostamaan näytteitä uusimmista saksalaisista ruiskutusmoottoreista, kotimaisten suoraruiskutusjärjestelmien luominen sai uuden sysäyksen. Saksalaisten pohjalta luotujen Neuvostoliiton korkeapainepumppujen ja suuttimien massatuotanto alkoi kuitenkin vasta vuoden 1942 puolivälissä - tähden muotoinen moottori ASh-82FN , joka laitettiin La-5 , La-7- hävittäjiin. ja Tu-2 pommittajat , tuli esikoinen . ASh-82FN-ruiskutusmoottori osoittautui niin menestyksekkääksi, että sitä valmistettiin vielä useita vuosikymmeniä, ja sitä käytettiin Mi-4- helikoptereissa ja Il-14- lentokoneissa .

Sodan loppuun mennessä he toivat injektioversionsa sarjaan Yhdysvaltoihin. Esimerkiksi "lentävän linnoituksen" Boeing B-29 moottoreita syötettiin myös bensiinillä suuttimien kautta.

Suihkukoneen aikakauden alku johti ruiskutusjärjestelmien työskentelyn lopettamiseen. Raskaissa ja nopeissa lentokoneissa käytettiin potkuriturbomottoreita ja suihkumoottoreita, ja mäntämoottorit asennettiin vain hitaisiin, kevyisiin, vähän ohjattaviin lentokoneisiin ja helikoptereihin, jotka pystyivät toimimaan normaalisti kaasuttimen voimajärjestelmällä.

Ruiskutusjärjestelmien käyttö autoteollisuudessa

Moottorinohjausjärjestelmiä autoteollisuudessa on käytetty vuodesta 1951 lähtien, jolloin länsisaksalaisen Boschin valmistaman bensiinin mekaaninen suoraruiskutusjärjestelmä varustettiin bremenilaisen Goliathin valmistaman 700 Sport -minikokoisen coupe-mallin kaksitahtimoottorilla. Vuonna 1954 ilmestyi Mercedes-Benz 300 SL ( "gullwing" ) coupe, jonka moottori oli varustettu samanlaisella Boschin mekaanisella ruiskutusjärjestelmällä [4] . 1950- ja 1960-luvun vaihteessa Chrysler ja GAZ työskentelivät aktiivisesti elektronisten polttoaineen ruiskutusjärjestelmien parissa . Siitä huolimatta, ennen halpojen mikroprosessorien ilmestymisen aikakautta ja autojen haitallisten päästöjen tiukkojen vaatimusten käyttöönottoa, ajatus ruiskutuksesta ei ollut suosittu, ja vasta 1970-luvun lopulla kaikki maailman johtavat autonvalmistajat alkoivat. esitellä niitä massiivisessa mittakaavassa.

Ensimmäinen tuotantomalli elektronisesti ohjatulla bensiinin ruiskutuksella oli vuoden 1967 mallivuoden Rambler Rebel - sedan , jonka valmisti Nash , joka oli osa AMC - konsernia divisioonana . Alempi V-muotoinen "kahdeksan" Rebel, jonka tilavuus oli 5,4 litraa kaasutinversiossa, kehitti 255 hv. kanssa., ja Electrojectorin mukautetussa versiossa jo 290 litraa. Kanssa. Kiihtyvyys 100 km / h tällaisessa sedanissa kesti alle 8 sekuntia.

2000-luvun alkuun mennessä moniporttiset ja elektroniset suoraruiskutusjärjestelmät olivat käytännössä korvanneet kaasuttimet henkilöautoissa ja kevyissä hyötyajoneuvoissa.

Ruiskutusjärjestelmien valmistajat

Bendix-ruiskutusjärjestelmä

• Electrojector  on ensimmäinen kaupallinen elektroninen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä, jonka Bendix on kehittänyt . Electrojector-ruiskutusjärjestelmän patentit myytiin myöhemmin Boschille.

Boschin ruiskutusjärjestelmät

• Impulssi-mekaaniset ruiskutusjärjestelmät, jotka perustuvat moniosaisiin ruiskutuspumppuihin .

Niitä käytettiin mäntälentokoneiden moottoreissa ja sodanjälkeisten urheilu- ja kilpa-autojen moottoreissa.

• Jetronic - järjestelmät , jotka eivät liity työssään sytytysjärjestelmiin.

Niitä käytettiin Euroopassa valmistetuissa henkilöautoissa 1960-luvulta 2000-luvulle asti.

• Motronic - järjestelmät , jotka toimivat yhdessä sytytysjärjestelmien kanssa

Niitä käytettiin Euroopassa tuotetuissa henkilöautoissa 1990-luvulta 2010-luvulle asti.

General Motorsin ruiskutusjärjestelmät

• GM Multec Central - keskuspolttoaineen ruiskutusjärjestelmä (mono-ruiskutus)
• MulTec-S (Multiple Technology) - keskuspolttoaineen ruiskutusjärjestelmä
• Multitec-F 1996-2001
• Multitec-H 1998-2003
• MulTec-M - monipisteruiskutusjärjestelmä
• Multitec-U 1996-2001

VAG-ruiskutusjärjestelmät

• Digifant - moniporttinen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä
• Digijet - moniporttinen polttoaineen ruiskutusjärjestelmä

Katso myös

• Kaasutin
• Polttomoottori
• Suutin
• Elektroninen ohjausyksikkö
• Polttoaineen suoraruiskutusjärjestelmä bensiinimoottoreissa

Muistiinpanot

1. ↑ 12 Bosch . Autohakemisto. 3. painos - M .: "Ratin takana", 2012. - 1280 s.
2. ↑ Sähkö-/elektroniikkajärjestelmien diagnostiikkatermit, määritelmät, lyhenteet ja lyhenteet - Vastaavat standardia ISO/TR 15031-2 . Haettu 12. heinäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 10. lokakuuta 2013. (määrätön)
3. ↑ Auton ruiskutusjärjestelmän tietokonediagnostiikka (pääsemätön linkki) . Haettu 3. syyskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. syyskuuta 2017. (määrätön) 
4. ↑ Sähköprojektori ja sen jälkeläiset . Käyttöpäivä: 30. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 1. maaliskuuta 2009. (määrätön)

Linkit

• Opas bensiinin ruiskutusjärjestelmiin GAZ- ja UAZ-ajoneuvoihin
• Injektiojärjestelmille omistettu verkkosivusto (injektio)