Sistem za ubrizgavanje goriva služi za doziranje goriva u motor unutrašnjim sagorevanjem u strogo određenom trenutku. Snaga, efikasnost i zavise od karakteristika ovog sistema. Sistemi za ubrizgavanje mogu imati različite dizajne i verzije, što karakteriše njihovu efikasnost i obim.

Kratka istorija pojavljivanja

Sistem ubrizgavanja goriva počeo se aktivno uvoditi 70-ih godina, kao reakcija na povećan nivo emisije zagađujućih materija u atmosferu. Pozajmljen je u avionskoj industriji i bio je ekološki više sigurna alternativa motor sa karburatorom. Potonji je bio opremljen mehanički sistem dovod goriva, u kojem je gorivo ušlo u komoru za sagorijevanje zbog razlike tlaka.

Prvi sistem ubrizgavanja bio je skoro potpuno mehanički i karakterisao ga je niska efikasnost. Razlog za to je nedostatak tehnički napredak koja nije mogla da ostvari svoj puni potencijal. Situacija se promijenila kasnih 90-ih s razvojem elektronskih sistema upravljanja motorom. Elektronska jedinica menadžment je počeo da kontroliše količinu goriva ubrizganog u cilindre i postotak komponente mešavine vazduh-gorivo.

Vrste sistema ubrizgavanja za benzinske motore

Postoji nekoliko glavnih tipova sistema za ubrizgavanje goriva, koji se razlikuju po načinu formiranja mješavine zraka i goriva.

Pojedinačna injekcija ili centralna injekcija

Šema rada sistema za jedno ubrizgavanje

Shema centralnog ubrizgavanja predviđa postojanje jednog, koji se nalazi u usisnoj granici. Ovakvi sistemi za ubrizgavanje mogu se naći samo na starijim automobili. Sastoji se od sljedećih elemenata:

• Regulator pritiska - obezbeđuje konstantan radni pritisak od 0,1 MPa i sprečava pojavu vazdušnih džepova.
• Mlaznica za ubrizgavanje - vrši impulsno dovod benzina tokom usisna grana motor.
• — reguliše količinu dovedenog vazduha. Može imati mehanički ili električni pogon.
• Upravljačka jedinica - sastoji se od mikroprocesora i memorijske jedinice koja sadrži referentne podatke o karakteristikama ubrizgavanja goriva.
• Senzori za položaj radilice motora, položaj leptira za gas, temperaturu itd.

Sistemi za ubrizgavanje benzina sa jednom mlaznicom rade prema sljedećoj shemi:

• Motor radi.
• Senzori čitaju i prenose informacije o stanju sistema do upravljačke jedinice.
• Primljeni podaci se upoređuju sa referentnom karakteristikom i na osnovu ovih informacija kontrolna jedinica izračunava trenutak i trajanje otvaranja mlaznice.
• Signal se šalje na elektromagnetnu zavojnicu za otvaranje mlaznice, što dovodi do dovoda goriva u usisnu granu, gdje se miješa sa zrakom.
• U cilindre se dovodi mješavina goriva i zraka.

Višeportno ubrizgavanje (MPI)

Višestruki sistem ubrizgavanja sastoji se od sličnih elemenata, ali u ovom dizajnu postoje zasebne mlaznice za svaki cilindar, koje se mogu otvarati istovremeno, u paru ili jednu po jednu. Do miješanja zraka i benzina dolazi i u usisnom razvodniku, ali, za razliku od mono-ubrizgavanja, gorivo se dovodi samo u usisne kanale odgovarajućih cilindara.

Šema rada sistema sa distribuiranim ubrizgavanjem

Upravljanje se vrši elektronikom (KE-Jetronic, L-Jetronic). Ovo su univerzalni Bosch sistemi za ubrizgavanje goriva koji se široko koriste.

Princip rada distribuiranog ubrizgavanja:

• Vazduh se dovodi do motora.
• Uz pomoć brojnih senzora određuju se volumen zraka, njegova temperatura, brzina rotacije radilice, kao i parametri položaja leptira za gas.
• Na osnovu primljenih podataka, elektronska upravljačka jedinica određuje količinu goriva koja je optimalna za ulaznu količinu zraka.
• Daje se signal i otvaraju se odgovarajuće mlaznice na potrebno vreme.

Direktno ubrizgavanje goriva (GDI)

Sistem obezbeđuje dovod benzina odvojenim mlaznicama direktno u komore za sagorevanje svakog cilindra pod visokim pritiskom, gde se istovremeno dovodi vazduh. Ovaj sistem ubrizgavanja obezbeđuje najprecizniju koncentraciju mešavine vazduh-gorivo, bez obzira na režim rada motora. Istovremeno, mješavina gotovo potpuno izgara, čime se smanjuje količina štetnih emisija u atmosferu.

Šema rada sistema direktno ubrizgavanje

Takav sistem ubrizgavanja je složen i osjetljiv na kvalitet goriva, što ga čini skupim za proizvodnju i rad. S obzirom da brizgaljke rade u agresivnijim uslovima, za ispravan rad ovakvog sistema potrebno je osigurati visok pritisak goriva koji mora biti najmanje 5 MPa.

Strukturno, sistem direktnog ubrizgavanja uključuje:

• Pumpa za gorivo visokog pritiska.
• Kontrola pritiska goriva.
• Razvod goriva.
• Sigurnosni ventil (montiran na cijev goriva za zaštitu elemenata sistema od povećanja pritiska iznad dozvoljenog nivoa).
• Senzor visokog pritiska.
• Mlaznice.

Elektronski sistem ubrizgavanja ovog tipa od Bosch-a dobio je naziv MED-Motronic. Princip njegovog rada ovisi o vrsti formiranja smjese:

• Slojevito - implementirano pri malim i srednjim brzinama motora. Vazduh se ubacuje u komoru za sagorevanje velikom brzinom. Gorivo se ubrizgava prema i, miješajući se sa zrakom na putu, pali.
• Stehiometrijski. Kada pritisnete papučicu gasa, gas se otvara i gorivo se ubrizgava istovremeno s dovodom zraka, nakon čega se smjesa zapali i potpuno izgori.
• Homogene. U cilindrima se izaziva intenzivno kretanje vazduha, dok se benzin ubrizgava na usisnom hodu.

Kod benzinskog motora, ovo je najperspektivniji pravac u evoluciji sistema ubrizgavanja. Prvi put je implementiran 1996. godine na putničke automobile Mitsubishi Galant, a danas ga većina najvećih proizvođača automobila instalira na svoje automobile.

Dragi čitatelji i pretplatnici, lijepo je što nastavljate proučavati strukturu automobila! A sada vašoj pažnji je elektronski sistem za ubrizgavanje goriva, čiji princip ću pokušati da ispričam u ovom članku.

Da, riječ je o onim uređajima koji su zamijenili provjerena napajanja ispod haube automobila, a saznat ćemo i imaju li moderni benzinski i dizel motori mnogo toga zajedničkog.

Možda ne bismo s vama razgovarali o ovoj tehnologiji da prije nekoliko decenija čovječanstvo nije ozbiljno vodilo računa o okolišu, a otrovni izduvni plinovi iz automobila su se pokazali kao jedan od najozbiljnijih problema.

Glavni nedostatak automobila s motorima opremljenim karburatorima bio je nepotpuno sagorijevanje goriva, a za rješavanje ovog problema bili su potrebni sistemi koji su mogli regulirati količinu goriva koja se dovodi u cilindre ovisno o načinu rada motora.

Tako su se na automobilskoj areni pojavili sistemi za ubrizgavanje ili, kako ih još zovu, sistemi za ubrizgavanje. Pored poboljšanja ekološke prihvatljivosti, ove tehnologije su poboljšale efikasnost motora i njihove karakteristike snage, postajući prava blagodat za inženjere.

Danas se ubrizgavanje goriva (ubrizgavanje) koristi ne samo na dizel, već i na benzinske jedinice, što ih nesumnjivo ujedinjuje.

Objedinjuje ih i činjenica da je glavni radni element ovih sistema, bez obzira na vrstu, mlaznica. Ali zbog razlika u načinu sagorijevanja goriva, dizajni jedinica za ubrizgavanje za ove dvije vrste motora, naravno, razlikuju se. Stoga ćemo ih razmatrati redom.

Sistemi za ubrizgavanje i benzin

Elektronski sistem ubrizgavanja goriva. Počnimo s benzinskim motorima. U njihovom slučaju, ubrizgavanje rješava problem stvaranja zraka. mješavina goriva, koji se zatim u cilindru zapali od iskre iz svjećice.

U zavisnosti od toga kako se ova mješavina i gorivo dovode u cilindre, sistemi za ubrizgavanje mogu imati nekoliko varijanti. Injekcija se dešava:

centralno ubrizgavanje

Osnovna karakteristika tehnologije koja se nalazi prva na listi je jedna jedina mlaznica za ceo motor, koja se nalazi u usisnoj granici.Treba napomenuti da se ovaj tip sistema ubrizgavanja po svojim karakteristikama ne razlikuje mnogo od sistema karburatora, stoga se danas smatra zastarjelim.

Distribuirana injekcija

Progresivnije je distribuirano ubrizgavanje. U ovom sistemu, mješavina goriva se formira i u usisnoj granici, ali, za razliku od prethodnog, ovdje svaki cilindar ima svoj injektor.

Ova raznolikost vam omogućava da iskusite sve prednosti tehnologije ubrizgavanja, stoga je najviše vole proizvođači automobila i aktivno se koristi u modernim motorima.

Ali, kao što znamo, nema granica za savršenstvo, a u potrazi za još većom efikasnošću, inženjeri su razvili elektronski sistem ubrizgavanja goriva, odnosno sistem direktnog ubrizgavanja.

Ona glavna karakteristika je lokacija mlaznica, koje u ovom slučaju sa svojim mlaznicama ulaze u komore za sagorijevanje cilindara.

Formiranje mješavine zraka i goriva, kao što već možete pretpostaviti, događa se direktno u cilindrima, što povoljno utječe na radne parametre motora, iako ova opcija nije toliko ekološki prihvatljiva kao ona kod distribuiranog ubrizgavanja. Još jedan opipljiv nedostatak ove tehnologije su visoki zahtjevi za kvalitetom benzina.

Kombinovana injekcija

Najnapredniji u pogledu emisije štetnih materija je kombinovani sistem. Ovo je, zapravo, simbioza direktnog i distribuiranog ubrizgavanja goriva.

A dizelaši?

Idemo dalje dizel jedinice. Njihov sistem za gorivo je suočen sa zadatkom snabdijevanja gorivom pod vrlo visokim pritiskom, koje se, miješajući u cilindru sa komprimiranim zrakom, samozapaljuje.

Stvoreno je puno opcija za rješavanje ovog problema - koriste se i direktno ubrizgavanje u cilindre i sa međukarikom u obliku preliminarne komore, osim toga, postoje različiti rasporedi visokotlačnih pumpi (pumpe visokog pritiska), koje takođe dodaje raznolikost.

Međutim, moderni vozači preferiraju dvije vrste sistema koji dovode dizel gorivo direktno u cilindre:

• sa mlaznicama za pumpe;
• injekcija common rail.

Pumpa mlaznica

Pumpa-injektor govori sama za sebe - ima injektor koji ubrizgava gorivo u cilindar, a pumpa za gorivo visokog pritiska strukturno su spojeni u jednu jedinicu. Glavni problem kod ovakvih uređaja je povećano trošenje, budući da su brizgaljke jedinice povezane trajnim pogonom na bregasto vratilo i nikada se ne odvajaju od njega.

common rail sistem

Common Rail sistem ima malo drugačiji pristup, što ga čini poželjnim izborom. Postoji jedna zajednička pumpa za ubrizgavanje, koja napaja dizel gorivo u šinu za gorivo, koja distribuira gorivo do mlaznica cilindra.

Ovo je bio samo kratak pregled sistema ubrizgavanja, tako da, prijatelji, pratite linkove u člancima, a koristeći sekciju Motor, pronaći ćete sve sisteme ubrizgavanja modernih automobila za proučavanje. I pretplatite se na bilten kako ne biste propustili nove publikacije, u kojima ćete pronaći mnogo detaljnih informacija o sistemima i mehanizmima automobila.

Sada je jedan od glavnih zadataka dizajnerskih biroa proizvođača automobila stvaranje elektrana koje troše što je moguće manje goriva i ispuštaju smanjenu količinu štetnih tvari u atmosferu. U ovom slučaju, sve se to mora postići uz uvjet da će utjecaj na radne parametre (snagu, obrtni moment) biti minimalan. Odnosno, potrebno je motor učiniti štedljivim, a istovremeno snažnim i velikim okretnim momentom.

Da bi se postigao rezultat, gotovo sve komponente i sistemi agregata podvrgnuti su izmjenama i poboljšanjima. To se posebno odnosi na sistem napajanja, jer je ona ta koja je odgovorna za protok goriva u cilindre. Najnoviji razvoj u ovom pravcu je direktno ubrizgavanje goriva u komore za sagorevanje elektrane koja radi na benzin.

Suština ovog sistema svodi se na odvojeno dovod komponenti zapaljive mješavine - benzina i zraka u cilindre. Odnosno, princip njegovog rada je vrlo sličan radu dizel postrojenja, gdje se formiranje smjese vrši u komorama za sagorijevanje. Ali benzinska jedinica, na kojoj je ugrađen sistem direktnog ubrizgavanja, ima niz karakteristika u procesu pumpanja komponenti mješavine goriva, njegovog miješanja i sagorijevanja.

Malo istorije

Direktno ubrizgavanje nije nova ideja, postoji niz primjera u historiji gdje je takav sistem korišten. Prva masovna upotreba ove vrste snage motora bila je u vazduhoplovstvu sredinom prošlog veka. Pokušali su ga koristiti i na vozilima, ali nije bio u širokoj upotrebi. Sistem tih godina može se smatrati svojevrsnim prototipom, jer je bio potpuno mehanički.

Sistem direktnog ubrizgavanja dobio je „drugi život“ sredinom 90-ih godina 20. veka. Japanci su prvi opremili svoje automobile instalacijama za direktno ubrizgavanje. Jedinica koju je razvio Mitsubishi dobila je oznaku GDI, što je skraćenica za Gasoline Direct Injection, što znači direktno ubrizgavanje goriva. Nešto kasnije, Toyota je stvorila vlastiti motor - D4.

Direktno ubrizgavanje goriva

Vremenom su se pojavili motori koji koriste direktno ubrizgavanje od drugih proizvođača:

• Koncern VAG - TSI, FSI, TFSI;
• Mercedes-Benz - CGI;
• Ford-EcoBoost;
• GM - EcoTech;

Direktno ubrizgavanje nije posebna, potpuno nova vrsta i spada u sisteme ubrizgavanja goriva. Ali za razliku od svojih prethodnika, njegovo gorivo se pod pritiskom ubrizgava direktno u cilindre, a ne, kao prije, u usisnu granu, gdje se benzin miješao sa zrakom prije nego što je ušao u komore za izgaranje.

Karakteristike dizajna i princip rada

Direktno ubrizgavanje benzina je u principu vrlo slično dizelu. Dizajn takvog sistema napajanja ima dodatna pumpa, nakon čega se benzin već pod pritiskom dovodi u mlaznice ugrađene u glavu cilindra sa prskalicama smještenim u komori za sagorijevanje. U potrebnom trenutku, mlaznica dovodi gorivo u cilindar, gdje je zrak već upumpan kroz usisni razvodnik.

Dizajn ovog elektroenergetskog sistema uključuje:

• rezervoar sa ugrađenom pumpom za punjenje goriva;
• vodovi niskog pritiska;
• Filter elementi za pročišćavanje goriva;
• pumpa koja stvara povećani pritisak sa ugrađenim regulatorom (pumpa goriva visokog pritiska);
• visokotlačni vodovi;
• rampa sa mlaznicama;
• prelivni i sigurnosni ventili.

Šema sistema goriva sa direktnim ubrizgavanjem

Namjena dijelova elemenata, kao što su rezervoar sa pumpom i filter, opisana je u drugim člancima. Stoga razmislite o imenovanju određenog broja čvorova koji se koriste samo u sistemu direktnog ubrizgavanja.

Jedan od glavnih elemenata u ovom sistemu je pumpa visokog pritiska. Obezbeđuje gorivo pod značajnim pritiskom na šinu za gorivo. Njegov dizajn je različit za različite proizvođače - jednostruki ili višestruki klip. Pogon se izvodi iz bregastih osovina.

Sistem takođe uključuje ventile koji sprečavaju da pritisak goriva u sistemu pređe kritične vrednosti. Općenito, podešavanje tlaka se vrši na nekoliko mjesta - na izlazu iz visokotlačne pumpe pomoću regulatora, koji je uključen u dizajn pumpe za gorivo visokog pritiska. Postoji bajpas ventil koji kontroliše pritisak na ulazu u pumpu. Sigurnosni ventil prati pritisak u šini.

Sve funkcionira ovako: pumpa za punjenje goriva iz rezervoara isporučuje benzin visokotlačnoj pumpi goriva kroz niskotlačni vod, dok benzin prolazi kroz fini filter goriva, gdje se uklanjaju velike nečistoće.

Parovi klipa pumpe stvaraju pritisak goriva, koji varira od 3 do 11 MPa pod različitim režimima rada motora. Već pod pritiskom, gorivo ulazi u šinu kroz vodove visokog pritiska, koji se distribuira preko njegovih mlaznica.

Radom injektora upravlja elektronička upravljačka jedinica. Istovremeno se bazira na očitanjima mnogih senzora motora, nakon analize podataka, kontroliše injektore - trenutak ubrizgavanja, količinu goriva i način prskanja.

Ako je pumpa za ubrizgavanje opskrbljena s više goriva nego što je potrebno, tada se aktivira premosni ventil koji vraća dio goriva u rezervoar. Također, dio goriva se izbacuje u rezervoar u slučaju viška pritiska u šini, ali to već radi sigurnosni ventil.

direktno ubrizgavanje

Vrste miješanja

Koristeći direktno ubrizgavanje goriva, inženjeri su uspjeli smanjiti potrošnju benzina. A sve se postiže mogućnošću korištenja nekoliko vrsta formiranja smjese. Odnosno, pod određenim uslovima rada elektrane, isporučuje se sopstvena vrsta mešavine. Štaviše, sistem kontrolira i upravlja ne samo opskrbom gorivom, kako bi se osigurala jedna ili druga vrsta formiranja smjese, već je postavljen i određeni način dovoda zraka u cilindre.

Ukupno, direktno ubrizgavanje može da obezbedi dve glavne vrste mešavine u cilindrima:

• slojevito;
• Stehiometrijski homogeni;

To vam omogućava da odaberete mješavinu koja će uz određeni rad motora pružiti najveću efikasnost.

Slojevito formiranje mješavine omogućava motoru da radi vrlo posnu smjesu, u kojem je maseni udio zraka više od 40 puta veći od udjela goriva. Odnosno, u cilindre se dovodi vrlo velika količina zraka, a zatim mu se dodaje malo goriva.

U normalnim uslovima, takva mešavina se ne zapali od varnice. Da bi došlo do paljenja, dizajneri su glavi klipa dali poseban oblik koji pruža turbulenciju.

Sa ovim stvaranjem mješavine, zrak usmjeren klapnom ulazi u komoru za sagorijevanje velikom brzinom. Na kraju takta kompresije, injektor ubrizgava gorivo, koje se, dosežući dno klipa, vrti do svjećice. Kao rezultat toga, u području elektroda smjesa je obogaćena i zapaljiva, dok se oko ove smjese nalazi zrak praktično bez čestica goriva. Stoga se takvo formiranje mješavine naziva slojevitim - unutar se nalazi sloj s obogaćenom smjesom, na čijem se vrhu nalazi još jedan sloj, praktički bez goriva.

Ovakvo formiranje mješavine osigurava minimalnu potrošnju benzina, ali sistem također priprema takvu mješavinu samo ravnomjernim kretanjem, bez naglih ubrzanja.

Stehiometrijsko formiranje smeše je proizvodnja mešavine goriva u optimalnim razmerama (14,7 delova vazduha na 1 deo benzina), što obezbeđuje maksimalnu izlaznu snagu. Takva smjesa se već lako zapali, tako da nema potrebe za stvaranjem obogaćenog sloja u blizini svijeće, naprotiv, za efikasno sagorijevanje potrebno je da se benzin ravnomjerno raspoređuje u zraku.

Dakle, gorivo se ubrizgava pomoću injektora pri istoj kompresiji, a prije paljenja ima vremena da se dobro kreće sa zrakom.

Ova mešavina se obezbeđuje u cilindrima tokom ubrzanja kada je potrebna maksimalna izlazna snaga, a ne ekonomičnost.

Dizajneri su se morali pozabaviti i problemom prebacivanja motora iz mršavog u bogati tokom velikih ubrzanja. Da bi se spriječilo detonacijsko sagorijevanje, tokom tranzicije se koristi dvostruko ubrizgavanje.

Prvo ubrizgavanje goriva vrši se na usisnom taktu, dok gorivo djeluje kao hladnjak zidova komore za sagorijevanje, čime se eliminiše detonacija. Drugi dio benzina se dovodi već na kraju kompresijskog takta.

Sistem direktnog ubrizgavanja goriva, zbog upotrebe nekoliko vrsta formiranja mješavine odjednom, omogućava vam da dobro uštedite gorivo bez većeg utjecaja na performanse snage.

Prilikom ubrzanja motor radi na normalnoj mješavini, a nakon povećanja brzine, kada se izmjeri način vožnje i bez naglih promjena, power point prelazi na vrlo siromašnu smjesu, čime se štedi gorivo.

Ovo je glavna prednost ovakvog sistema napajanja. Ali ima i važan nedostatak. Pumpa za gorivo visokog pritiska kao i injektori koriste visoko obrađene precizne parove. Upravo su oni slaba tačka, jer su te pare vrlo osjetljive na kvalitetu benzina. Prisustvo nečistoća trećih strana, sumpora i vode može onemogućiti visokotlačne pumpe za gorivo i mlaznice. Osim toga, benzin ima vrlo loša svojstva podmazivanja. Zbog toga je trošenje preciznih parova veće nego kod istog dizel motora.

Osim toga, sam sistem direktnog dovoda goriva je strukturno složeniji i skuplji od istog sistema odvojenog ubrizgavanja.

Novi razvoj

Dizajneri se tu ne zaustavljaju. Urađena je posebna prefinjenost direktnog ubrizgavanja koncern VAG u TFSI pogonskom sklopu. Njegov sistem napajanja bio je kombinovan sa turbo punjačem.

Zanimljivo rješenje je predložio Orbital. Razvili su poseban injektor koji osim goriva ubrizgava i gorivo u cilindre. komprimirani zrak napaja se dodatnim kompresorom. Ova mješavina zraka i goriva ima odličnu zapaljivost i dobro gori. Ali ovo je još uvijek samo razvoj i da li će naći primjenu na automobilu još uvijek nije poznato.

Generalno, direktno ubrizgavanje je sada najviše najbolji sistem ishrana u smislu ekonomičnosti i ekološke prihvatljivosti, iako ima svojih nedostataka.

Autoleek

U slučaju ubrizgavanja goriva, vaš motor još uvijek usisava, ali umjesto da se oslanja samo na količinu goriva koja se usisava, sistem za ubrizgavanje goriva ispaljuje tačno pravu količinu goriva u komoru za izgaranje. Sistemi za ubrizgavanje goriva već su prošli nekoliko faza evolucije, dodata im je elektronika - ovo je bio možda najveći korak u razvoju ovog sistema. Ali ideja takvih sistema ostaje ista: električni aktivirani ventil (injektor) prska izmjerenu količinu goriva u motor. Zapravo, glavna razlika između karburatora i injektora je upravo u elektronsko upravljanje ECU - tačno on-board kompjuter isporučuje tačno pravu količinu goriva u komoru za sagorevanje motora.

Hajde da vidimo kako funkcioniše sistem za ubrizgavanje goriva i injektor.

Kako izgleda sistem za ubrizgavanje goriva?

Ako je srce automobila njegov motor, onda je njegov mozak kontrolna jedinica motora (ECU). Optimizira performanse motora korištenjem senzora kako bi se odlučilo kako kontrolirati neke od aktuatora u motoru. Prije svega, kompjuter je odgovoran za 4 glavna zadatka:

1. upravlja mješavinom goriva,
2. kontroliše brzinu u praznom hodu
3. odgovoran je za vrijeme paljenja,
4. kontroliše vrijeme ventila.

Prije nego što pričamo o tome kako ECU obavlja svoje zadatke, hajde da razgovaramo o najvažnijoj stvari - pratimo put benzina od rezervoara za plin do motora - to je rad sistema za ubrizgavanje goriva. U početku, nakon što kap benzina napusti zidove rezervoara za gas, električna pumpa ga usisava u motor. Električni pumpa za gorivo, u pravilu se sastoji od same pumpe, kao i filtera i prijenosnog uređaja.

Regulator pritiska goriva na kraju razvodnika goriva sa vakuumom osigurava da je pritisak goriva konstantan u odnosu na usisni pritisak. Za benzinski motor, pritisak goriva je obično reda veličine 2-3,5 atmosfere (200-350 kPa, 35-50 PSI (psi)). Injektori za gorivo su spojeni na motor, ali njihovi ventili ostaju zatvoreni sve dok ECU ne omogući slanje goriva u cilindre.

Ali šta se dešava kada motoru treba gorivo? Ovdje dolazi u obzir injektor. Obično brizgaljke imaju dva igla: jedan pin je spojen na bateriju preko releja za paljenje, a drugi pin ide na ECU. ECU šalje impulsne signale do injektora. Zbog magneta, na koji se primjenjuju takvi pulsirajući signali, otvara se ventil injektora, a određena količina goriva se dovodi u njegovu mlaznicu. Budući da je u brizgaljci vrlo visok pritisak (vrijednost je navedena iznad), otvoreni ventil usmjerava gorivo velika brzina u mlaznicu injektora. Trajanje otvaranja ventila injektora utiče na količinu goriva koja se dovodi u cilindar, a ovo trajanje zavisi od širine impulsa (tj. koliko dugo ECU šalje signal injektoru).

Kada se ventil otvori, injektor goriva šalje gorivo kroz vrh za raspršivanje, koji raspršuje tekuće gorivo u maglu, direktno u cilindar. Takav sistem se zove sistem direktnog ubrizgavanja. Ali atomizirano gorivo se možda ne dovodi odmah u cilindre, već prvo u usisne grane.

Kako radi injektor

Ali kako ECU određuje koliko goriva treba dopremiti motoru u ovom trenutku? Kada vozač pritisne papučicu gasa, on zapravo otvara gas za količinu pritiska na pedalu, kroz koju se vazduh dovodi do motora. Dakle, sa sigurnošću možemo nazvati papučicu gasa "regulator vazduha" motora. Dakle, kompjuter automobila se vodi, između ostalog, i po vrijednosti otvaranja leptira za gas, ali nije ograničen samo na ovaj indikator – čita informacije sa mnogih senzora, i hajde da saznamo sve o njima!

Senzor protok mase zrak

Prvo, senzor protoka mase (MAF) otkriva koliko zraka ulazi u kućište leptira za gas i šalje te informacije u ECU. ECU koristi ove informacije da odluči koliko goriva će ubrizgati u cilindre kako bi smjesa bila u idealnim proporcijama.

Senzor položaja leptira za gas

Kompjuter stalno koristi ovaj senzor za provjeru položaja leptira za gas i na taj način saznaje koliko zraka prolazi kroz dovod zraka kako bi regulisao puls koji se šalje na brizgaljke, osiguravajući da tačna količina goriva uđe u sistem.

Senzor za kiseonik

Osim toga, ECU koristi O2 senzor kako bi otkrio koliko kisika ima u izduvnim plinovima automobila. Sadržaj kiseonika u izduvnim gasovima daje indikaciju o tome koliko dobro gorivo gori. Koristeći povezane podatke od dva senzora: kiseonika i masenog protoka vazduha, ECU takođe kontroliše zasićenje mešavine goriva i vazduha koja se dovodi u komoru za sagorevanje cilindara motora.

senzor položaja radilice

Ovo je možda glavni senzor sistema za ubrizgavanje goriva - od njega ECU uči o broju okretaja motora u datom trenutku i ispravlja količinu goriva koja se isporučuje ovisno o broju okretaja i, naravno, položaju pedale gasa.

Ovo su tri glavna senzora koji direktno i dinamički utječu na količinu goriva koja se dovodi do injektora, a potom i do motora. Ali postoji niz drugih senzora:

• Senzor napona u električnoj mreži automobila je potreban kako bi ECU shvatio koliko je baterija niska i da li je potrebno povećati brzinu da bi se napunila.
• Senzor temperature rashladne tekućine - ECU povećava broj okretaja ako je motor hladan i obrnuto ako je motor topao.

Prvi sistemi ubrizgavanja bili su mehanički (Slika 2.61), a ne elektronski, a neki od njih (kao što je BOSCH sistem visokih performansi) bili su izuzetno genijalni i dobro su radili. Prvi mehanički sistem ubrizgavanja goriva razvio je Daimler Benz, a prvi masovno proizveden automobil sa ubrizgavanjem benzina proizveden je davne 1954. godine. Glavne prednosti sistema ubrizgavanja u odnosu na sisteme karburatora su sledeće:

Nedostatak dodatnog otpora protoku zraka na ulazu, koji se odvija u karburatoru, što osigurava povećanje punjenja cilindara i litarske snage motora;

Preciznija distribucija goriva na pojedinačne cilindre;

Značajno veći stepen optimizacije sastava zapaljive mešavine u svim režimima rada motora, uzimajući u obzir njegovo stanje, što dovodi do poboljšanja uštede goriva i smanjenja toksičnosti izduvnih gasova.

Iako se na kraju ispostavilo da je za tu svrhu bolje koristiti elektroniku, koja omogućava da sistem bude kompaktniji, pouzdaniji i prilagodljiviji zahtjevima razni motori. Neki od prvih sistema elektronsko ubrizgavanje bili karburator, iz kojeg su svi "pasivni" sistemi za gorivo i ugrađena jedna ili dvije mlaznice. Takvi sistemi se nazivaju "centralno (u jednoj tački) ubrizgavanje" (sl. 2.62 i 2.64).

Rice. 2.62. Centralna (jednostruka) jedinica za ubrizgavanje

Rice. 2.64. Šema centralnog sistema za ubrizgavanje goriva: 1 - dovod goriva;

Rice. 2.63. Elektronska kontrolna jedinica 2 - dovod zraka; 3 - prigušni ventil za četverocilindrični motor; 4 - ulazni cevovod; Valvetronic BMW 5 - mlaznica; 6 - motor

Trenutno se najčešće koriste distribuirani (višestruki) elektronski sistemi ubrizgavanja. Potrebno se detaljnije zadržati na proučavanju ovih sistema ishrane.

ENERGETSKI SISTEM SA ELEKTRONSKIM DISTRIBUIRANIM UBRIZGAVANJEM BENZINA (TIPA MOTRONIC)

U centralnom sistemu ubrizgavanja, smeša se napaja i distribuira između cilindara unutar usisne grane (slika 2.64).

Najsavremeniji sistem distribuiranog ubrizgavanja goriva odlikuje se time što je u usisni trakt svakog cilindra ugrađena posebna mlaznica, koja u određenom trenutku ubrizgava odmjereni dio benzina na usisni ventil odgovarajućeg cilindra. Primljen benzin

u cilindar, isparava i miješa se sa zrakom, formirajući zapaljivu smjesu. Motori sa ovakvim sistemima napajanja imaju bolju potrošnju goriva i manji sadržaj štetnih materija u izduvnim gasovima u odnosu na motore sa karburatorom.

Radom injektora upravlja elektronska upravljačka jedinica (ECU) (slika 2.63), koja je poseban kompjuter koji prima i obrađuje električne signale iz sistema senzora, upoređuje njihova očitanja sa vrijednostima

pohranjen u memoriji računala, i generiše električne upravljačke signale za elektromagnetne ventile injektora i druge aktuatore. Osim toga, ECU stalno vrši dijagnostiku

Rice. 2.65. Šema Motronic sistema distribuiranog ubrizgavanja goriva: 1 - dovod goriva; 2 - dovod zraka; 3 - prigušni ventil; 4 - ulazni cevovod; 5 - mlaznice; 6 - motor

Sistem za ubrizgavanje goriva takođe upozorava vozača u slučaju kvara uz pomoć lampice upozorenja ugrađene na instrument tabli. Ozbiljne greške se snimaju u memoriji kontrolne jedinice i mogu se očitati tokom dijagnostike.

Sistem napajanja sa distribuiranim ubrizgavanjem ima sledeće komponente:

Sistem opskrbe gorivom i pročišćavanja;

Sistem za dovod i pročišćavanje vazduha;

Sistem za hvatanje i sagorevanje benzinske pare;

Elektronski dio sa setom senzora;

Izduvni gasovi i sistem naknadnog sagorevanja.

Sistem snabdevanja gorivom sastoji se od rezervoara za gorivo, električne pumpe za gorivo, filtera za gorivo, cjevovoda i razvodne cijevi za gorivo na kojoj su ugrađene mlaznice i regulator pritiska goriva.

Rice. 2.66. Potopna električna pumpa za gorivo; a - dovod goriva sa pumpom; b - izgled pumpe i sekcije pumpe rotacione pumpe za gorivo sa električnim pogonom; u - zupčanik; g - valjak; d - lamelarni; e - shema rada dijela pumpe rotacionog tipa: 1 - kućište; 2 - zona usisavanja; 3 - rotor; 4 - zona ubrizgavanja; 5 - smjer rotacije

Rice. 2.67. Razvod goriva petocilindričnog motora sa ugrađenim mlaznicama, regulatorom pritiska i priključkom za kontrolu pritiska

Električna pumpa za gorivo(obično valjak) može se ugraditi i unutar rezervoara za gas (Sl. 2.66) i spolja. Pumpa za gorivo se uključuje pomoću elektromagnetnog releja. Pumpa usisava benzin iz rezervoara i istovremeno pere i hladi motor pumpe. Na izlazu iz pumpe postoji nepovratni ventil koji ne dozvoljava da gorivo iscuri iz potisnog voda kada je pumpa za gorivo isključena. Za ograničavanje pritiska koristi se sigurnosni ventil.

Gorivo koje dolazi iz benzinske pumpe, pod pritiskom od najmanje 280 kPa, prolazi filter goriva fino čišćenje i ulazi u cijev goriva. Filter ima metalno kućište ispunjeno papirnim filterskim elementom.

Rampa(Sl. 2.67) je šuplja konstrukcija na koju su pričvršćene mlaznice i regulator pritiska. Rampa je pričvršćena vijcima na usisni razvodnik motora. Na rampi je ugrađen i priključak koji služi za kontrolu pritiska goriva. Okov je zatvoren čepom za zavrtnje radi zaštite od kontaminacije.

Mlaznica(Sl. 2.68) ima metalno kućište, unutar kojeg se nalazi solenoidni ventil, koji se sastoji od električnog namotaja, čeličnog jezgra, opruge i igle za zaključavanje. Na vrhu mlaznice je mala cjedilo, koji štiti raspršivač mlaznica (koji ima vrlo male rupice) od kontaminacije. Gumeni prstenovi obezbeđuju potrebnu brtvu između šine, mlaznice i sjedište u ulaznom cevovodu. Fiksiranje mlaznice

na rampi se izvodi pomoću posebne stezaljke. Na tijelu mlaznice nalaze se električni kontakti za

Rice. 2.68. Elektromagnetne mlaznice za benzinske motore: lijevo - GM, desno - Bosch

Rice. 2.69. Kontrola pritiska goriva: 1 - tijelo; 2 - poklopac; 3 - ogranak za vakuumsko crijevo; 4 - membrana; 5 - ventil; A - šupljina za gorivo; B - vakuumska šupljina

Rice. 2.70. Plastična usisna cijev sa rezervoarom i priključkom za gas

prekidač za električni konektor. Regulacija količine goriva koju ubrizgava injektor vrši se promjenom dužine električnog impulsa koji se primjenjuje na kontakte injektora.

regulator pritiska gorivo (slika 2.69) služi za promenu pritiska u šini, u zavisnosti od vakuuma u usisnom cevovodu. Čelično tijelo regulatora sadrži igličasti ventil s oprugom spojen na membranu. Na membranu, s jedne strane, utiče pritisak goriva u šini, as druge strane, vakuum u usisnom razvodniku. Sa povećanjem vakuuma, pri zatvaranju leptira za gas, ventil se otvara, višak goriva se odvodi kroz odvodnu cijev natrag u rezervoar, a pritisak u tračnici se smanjuje.

Nedavno su se pojavili sistemi za ubrizgavanje u kojima nema regulatora pritiska goriva. Na primjer, na rampi motora V8 auto Novo Range rover nema regulatora tlaka, a sastav zapaljive smjese osigurava samo rad mlaznica koje primaju signale od elektronske jedinice.

Sistem za dovod i prečišćavanje vazduha sastoji se od filtera za zrak sa zamjenjivim elementom filtera, cijevi za gas sa klapnom i regulatora praznog hoda, prijemnika i izduvne cijevi (Sl. 2.70).

Prijemnik mora imati dovoljno veliku zapreminu kako bi se izgladile pulsacije zraka koji ulazi u cilindre motora.

Cijev za gas fiksiran na prijemniku i služi za promjenu količine zraka koji ulazi u cilindre motora. Promjena količine zraka vrši se uz pomoć prigušnog ventila, koji se zakreće u kućištu uz pomoć kabelskog pogona od papučice "gasa". Senzor položaja leptira za gas i kontrola broja obrtaja u praznom hodu ugrađeni su na cev za gas. Cijev za gas ima otvore za usis vakuuma, koji koristi sistem za rekuperaciju benzinske pare.

Nedavno su dizajneri sistema za ubrizgavanje počeli da koriste električni upravljački pogon kada ne postoji mehanička veza između pedale „gasa“ i ventila za gas (slika 2.71). U takvim dizajnima, senzori njegovog položaja ugrađeni su na papučicu "gasa", i prigušni ventil rotira koračnim motorom sa mjenjačem. Elektromotor okreće zaklopku prema signalima kompjutera koji kontroliše rad motora. U ovakvim projektima ne samo da je obezbeđeno precizno izvršavanje komandi vozača, već je moguće uticati na rad motora, ispravljajući greške vozača, radom elektronskih sistema za održavanje stabilnosti vozila i drugih savremenih elektronskih sigurnosnih sistema.

Rice. 2.71. Prigušni ventil sa el Rice. 2.72. Induktivni senzori sa pozitivnim pogonom obezbeđuju radilicu i kontrolu distribucije motora kroz padove

Vode

Senzor položaja leptira za gas je potenciometar čiji je klizač povezan sa osom leptira za gas. Kada se gas okrene, električni otpor senzora i njegov napon napajanja se mijenjaju, što je izlazni signal za ECU. Motorizovani sistemi za kontrolu gasa koriste najmanje dva senzora kako bi omogućili kompjuteru da odredi smjer u kojem se gas kreće.

regulator broja obrtaja u praznom hodu služi za podešavanje broja obrtaja motora u praznom hodu promjenom količine zraka koji prolazi oko zatvorenog ventila za gas. Regulator se sastoji od koračnog motora kojim upravlja ECU i konusnog ventila. U modernim sistemima sa snažnijim kompjuterima za upravljanje motorom, ne postoje kontroleri u praznom hodu. Kompjuter, analizirajući signale brojnih senzora, kontroliše trajanje impulsa električne struje koji se dovode do injektora i rad motora u svim režimima, uključujući i prazan hod.

Postavlja se između filtera za zrak i usisne cijevi senzor masenog protoka goriva. Senzor mijenja frekvenciju električnog signala do računara, ovisno o količini zraka koja prolazi kroz cijev. Od ovog senzora dolazi do ECU i električni signal koji odgovara temperaturi ulaznog zraka. Prvi elektronski sistemi za ubrizgavanje koristili su senzore koji su procjenjivali količinu ulaznog zraka. U dovodnu cijev ugrađena je klapna, koja je odstupala za različitu količinu u zavisnosti od pritiska ulaznog zraka. Na amortizer je spojen potenciometar koji je mijenjao otpor ovisno o količini rotacije klapne. Moderni senzori protoka zraka rade na principu promjene električnog otpora zagrijane žice ili provodnog filma kada se hladi dolaznom strujom zraka. Upravljački računar, koji također prima signale od senzora temperature usisnog zraka, može odrediti količinu zraka koja ulazi u motor.

Za ispravnu kontrolu rada sistema distribuiranog ubrizgavanja, elektronička jedinica zahtijeva signale od drugih senzora. Potonji uključuju: senzor temperature rashladne tečnosti, senzor položaja radilice i brzine, senzor brzine vozila, senzor detonacije, senzor koncentracije kiseonika (instaliran u izduvnoj cevi izduvnog sistema u verziji sistema za povratno ubrizgavanje).

Trenutno se poluvodiči uglavnom koriste kao temperaturni senzori, koji mijenjaju električni otpor s promjenom temperature. Senzori položaja i brzine radilice su obično induktivnog tipa (slika 2.72). Daju impulse električne struje kada se zamašnjak sa oznakama okreće.

Rice. 2.73. Šema adsorbera: 1 - usisni vazduh; 2 - prigušni ventil; 3 - usisni razvodnik motora; 4 - ventil za pročišćavanje posude sa aktivnim ugljenom; 5 - signal iz ECU; 6 - posuda sa aktivnim ugljenom; 7 - ambijentalni vazduh; 8 - para goriva u rezervoaru za gorivo

Sistem napajanja sa distribuiranim ubrizgavanjem može biti sekvencijalan ili paralelan. U sistemu paralelnog ubrizgavanja, u zavisnosti od broja cilindara motora, nekoliko injektora pali istovremeno. U sistemu sekvencijalnog ubrizgavanja, samo jedan određeni injektor pali u pravo vrijeme. U drugom slučaju, ECU mora primiti informaciju o trenutku kada je svaki klip blizu TDC-a u usisnom hodu. Za to je potreban ne samo senzor položaja radilice, već i senzor položaja bregastog vratila. Na modernim automobilima u pravilu se ugrađuju motori sa sekvencijalnim ubrizgavanjem.

Za hvatanje benzinskih para, koji isparava iz rezervoara goriva, u svim sistemima za ubrizgavanje koriste se specijalni adsorberi sa aktivnim ugljem (slika 2.73). Aktivni ugljen, koji se nalazi u posebnoj posudi povezanoj cjevovodom sa rezervoarom za gorivo, dobro upija benzinske pare. Da bi se uklonio benzin iz adsorbera, ovaj se ispuhuje vazduhom i spaja na usisnu cijev motora, kako bi se

kako se rad motora ne bi poremetio, pročišćavanje se vrši samo pri određenim režimima rada motora, uz pomoć specijalni ventili, koji se otvaraju i zatvaraju na komandu ECU-a.

Povratna upotreba sistema za ubrizgavanje senzori koncentracije kiseonika da u izduvnim gasovima koji se ugrađuju u izduvni sistem sa katalizatorom izduvnih gasova.

katalizator(Sl. 2.74;

Rice. 2.74. Dvoslojni trosmjerni katalizator za izduvne plinove: 1 - senzor koncentracije kiseonika za zatvorenu kontrolnu petlju; 2 - monolitni blok nosača; 3 - montažni element u obliku žičane mreže; 4 - dvoslojna toplotna izolacija neutralizatora

2.75) se ugrađuje u izduvni sistem kako bi se smanjio sadržaj štetnih materija u izduvnim gasovima. Neutralizator sadrži jedan redukcijski (rodij) i dva oksidirajuća (platina i paladij) katalizatora. Oksidacijski katalizatori pospješuju oksidaciju nesagorjelih ugljovodonika (CH) u vodenu paru,

Rice. 2.75. Izgled neutralizator

i ugljični monoksid (CO) u ugljični dioksid. Katalizator redukcije reducira štetne dušikove okside NOx u bezopasni dušik. Budući da ovi pretvarači smanjuju sadržaj tri štetne tvari u izduvnim plinovima, nazivaju se trokomponentnim.

Rad motora automobila na olovnom benzinu dovodi do kvara skupog katalizatora. Stoga je upotreba olovnog benzina zabranjena u većini zemalja.

Trosmjerni katalizator radi najefikasnije kada se u motor dovodi stehiometrijska smjesa, odnosno s omjerom zrak-gorivo od 14,7:1 ili omjerom viška zraka od jedan. Ako u smjesi ima premalo zraka (tj. nema dovoljno kisika), onda CH i CO neće u potpunosti oksidirati (sagoriti) u siguran nusproizvod. Ako ima previše zraka, tada se ne može osigurati razgradnja NOX na kisik i dušik. Stoga se pojavila nova generacija motora u kojoj se sastav mješavine stalno prilagođavao kako bi se dobila tačna korespondencija omjeru viška zraka cc = 1 pomoću senzora koncentracije kisika (lambda sonda da) (slika 2.77), ugrađenog u izduvnog sistema.

Rice. 2.76. Zavisnost efikasnosti neutralizatora od koeficijenta viška vazduha

Rice. 2.77. Uređaj za senzor koncentracije kiseonika: 1 - zaptivni prsten; 2 - metalno kućište sa navojem i šestouglom po principu ključ u ruke; 3 - keramički izolator; 4 - žice; 5 - zaptivna manžetna žica; 6 - strujni kontakt žice za napajanje grijača; 7 - spoljni zaštitni ekran sa otvorom za atmosferski vazduh; 8 - strujni prijemnik električnog signala; 9 - električni grijač; 10 - keramički vrh; 11 - zaštitni ekran sa rupom za izduvne gasove

Ovaj senzor detektuje količinu kiseonika u izduvnim gasovima, a njegov električni signal koristi ECU, koji u skladu sa tim menja količinu ubrizganog goriva. Princip rada senzora je sposobnost da propušta ione kiseonika kroz sebe. Ako se sadržaj kisika na aktivnim površinama senzora (od kojih je jedna u kontaktu s atmosferom, a druga s izduvnim plinovima) značajno razlikuje, dolazi do nagle promjene napona na izlazima senzora. Ponekad se ugrađuju dva senzora koncentracije kisika: jedan prije pretvarača, a drugi poslije.

Da bi katalizator i senzor koncentracije kisika djelovali efikasno, moraju se zagrijati na određenu temperaturu. Minimalna temperatura na kojoj se zadržava 90% štetnih materija je oko 300 °C. Također je potrebno izbjegavati pregrijavanje pretvarača, jer to može dovesti do oštećenja punila i djelomično blokirati prolaz za plinove. Ako motor počne raditi s prekidima, tada neizgorjelo gorivo izgara u katalizatoru, naglo povećavajući njegovu temperaturu. Ponekad nekoliko minuta isprekidanog rada motora može biti dovoljno da potpuno ošteti katalizator. Zbog toga elektronski sistemi Moderni motori moraju otkriti i spriječiti neuspjeh paljenja i upozoriti vozača na ozbiljnost problema. Ponekad se električni grijači koriste za ubrzavanje zagrijavanja katalizatora nakon pokretanja hladnog motora. Senzori koncentracije kisika koji se trenutno koriste gotovo svi imaju grijaće elemente. U savremenim motorima, kako bi se ograničile emisije štetnih materija u atmosferu

ru tokom zagrevanja motora, predkatalizatori se ugrađuju što bliže izduvnom kolektoru (slika 2.78) kako bi se obezbedilo brzo zagrevanje pretvarača do Radna temperatura. senzori kiseonika instaliran prije i poslije pretvarača.

Da bi se poboljšale ekološke performanse motora, potrebno je ne samo poboljšati pretvarače izduvnih plinova, već i poboljšati procese koji se odvijaju u motoru. Sadržaj ugljikovodika postalo je moguće smanjiti redukcijom

"volumen praznina", kao što je razmak između klipa i zida cilindra iznad gornjeg kompresijskog prstena, i šupljine oko sjedišta ventila.

Temeljno proučavanje protoka zapaljive mješavine unutar cilindra korištenjem kompjuterske tehnologije omogućilo je potpunije sagorijevanje i niske razine CO. Nivo NOx je smanjen pomoću EGR sistema uzimanjem dijela gasa iz izduvnog sistema i dovođenjem u struju usisnog zraka. Ove mjere i brza, precizna kontrola prijelaza motora mogu smanjiti emisije na minimum čak i prije katalizatora. Da bi se ubrzalo zagrijavanje katalizatora i njegov ulazak u radni način, koristi se i metoda dovoda sekundarnog zraka u ispušni razvodnik pomoću posebne električne pumpe.

Druga efikasna i rasprostranjena metoda neutralizacije štetnih proizvoda u izduvnim gasovima je naknadno sagorevanje plamenom, koje se zasniva na sposobnosti zapaljivih komponenti izduvnih gasova (CO, CH, aldehida) da oksidiraju na visokim temperaturama. Izduvni gasovi ulaze u komoru naknadnog sagorevanja, koja ima ejektor kroz koji ulazi zagrejani vazduh iz izmenjivača toplote. Sagorevanje se odvija u komori,

Rice. 2.78. Izduvna grana motora a za paljenje je paljenje

sa predneutralizatorom svijeća.

DIREKTNO UBRIZGAVANJE BENZINA

Prvi sistemi za ubrizgavanje benzina direktno u cilindre motora pojavili su se u prvoj polovini 20. veka. i koristi se dalje motori aviona. Pokušaji direktnog ubrizgavanja u benzinski motori automobili su ugašeni 40-ih godina 19. vijeka, jer su se takvi motori pokazali skupi, neekonomični i jako dimljeni u režimima velike snage. Ubrizgavanje benzina direktno u cilindre povezano je s određenim poteškoćama. Benzinski injektori sa direktnim ubrizgavanjem rade u težim uslovima od onih ugrađenih u usisnu granu. Glava bloka, u koju se moraju ugraditi takve mlaznice, pokazuje se složenijom i skupljom. Vrijeme predviđeno za proces karburacije sa direktnim ubrizgavanjem je značajno smanjeno, što znači da je za dobro rasplinjavanje potrebno dopremati benzin pod visokim pritiskom.

Mitsubishi stručnjaci su uspjeli da se izbore sa svim ovim poteškoćama, koji su prvi put primijenili sistem direktnog ubrizgavanja benzina na automobilski motori. Prva serija Mitsubishi auto Galant sa 1.8 GDI motorom (Gasoline Direct Injection - direktno ubrizgavanje benzina) pojavio se 1996. godine (slika 2.81). Sada motore sa direktnim ubrizgavanjem benzina proizvode Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, DaimlerChrysler i drugi proizvođači (sl. 2.79; 2.80; 2.84).

Prednosti sistema direktnog ubrizgavanja su uglavnom u poboljšanoj ekonomičnosti goriva, ali i određenom povećanju snage. Prvi je zbog sposobnosti rada motora s direktnim ubrizgavanjem

Rice. 2.79. Shema Volkswagen FSI motora s direktnim ubrizgavanjem benzina

Rice. 2.80. 2000. godine PSA Peugeot-Citroen je predstavio svoj 2,0-litarski, četverocilindrični HPI motor s direktnim ubrizgavanjem koji je mogao raditi na siromašnim mješavinama.

na vrlo posne smjese. Povećanje snage je uglavnom zbog činjenice da organizacija procesa dovoda goriva u cilindre motora omogućava povećanje omjera kompresije na 12,5 (kod konvencionalnih benzinskih motora rijetko je moguće postaviti omjer kompresije iznad 10 zbog detonacije).

U GDI motoru, pumpa za gorivo osigurava pritisak od 5 MPa. Elektromagnetni injektor ugrađen u glavu cilindra ubrizgava benzin direktno u cilindar motora i može raditi u dva režima. U zavisnosti od isporučenog električnog signala, može ubrizgati gorivo bilo snažnom konusnom bakljom ili kompaktnim mlazom (slika 2.82). Dno klipa ima poseban oblik u obliku sfernog udubljenja (slika 2.83). Ovaj oblik omogućava kovitlanje ulaznog zraka, usmjeravajući ubrizgano gorivo ka svjećici postavljenoj u sredini komore za sagorijevanje. Dovodna cijev nije smještena sa strane, već okomito

Rice. 2.81. Mitsubishi motor GDI - prvi serijski motor sa direktnim ubrizgavanjem benzina

ali na vrhu. Nema oštre krivine, pa zrak ulazi velikom brzinom.

Rice. 2.82. Mlaznica GDI motor može raditi u dva načina, pružajući snažan (a) ili kompaktan (b) plamen atomiziranog benzina

U radu motora sa sistemom direktnog ubrizgavanja mogu se razlikovati tri različita načina rada:

1) način rada na super-siromašnim smešama;

2) režim rada na stehiometrijskoj smeši;

3) režim naglih ubrzanja od malih brzina;

Prvi mod koristi se kada se automobil kreće bez naglih ubrzanja brzinom od oko 100-120 km/h. Ovaj način rada koristi vrlo siromašnu zapaljivu smjesu s omjerom viška zraka većim od 2,7. U normalnim uvjetima, takva mješavina se ne može zapaliti varnicom, pa injektor ubrizgava gorivo u kompaktan plamen na kraju kompresijskog takta (kao kod dizel motora). Sferni udubljenje u klipu usmjerava mlaz goriva na elektrode svjećice, gdje visoka koncentracija benzinske pare omogućava da se smjesa zapali.

Drugi mod koristi se kada se automobil kreće velikom brzinom i tokom velikih ubrzanja kada je potrebna velika snaga. Takav način kretanja zahtijeva stehiometrijski sastav smjese. Mešavina ovog sastava je veoma zapaljiva, ali GDI motor ima povećan stepen

kompresije, a kako bi se spriječila detonacija, mlaznica ubrizgava gorivo snažnom bakljom. Fino raspršeno gorivo puni cilindar i, kako isparava, hladi površine cilindra, smanjujući vjerovatnoću detonacije.

Treći mod potreban za veliki obrtni moment hard pressing pedala "gas" kada motor radi

radi pri malim brzinama. Ovaj način rada motora razlikuje se po tome što se injektor pali dva puta tokom jednog ciklusa. Tokom usisnog takta do cilindra za

Rice. 2.83. Klip motora sa direktnim ubrizgavanjem benzina ima poseban oblik (proces sagorevanja iznad klipa)

4. Naredba br. 1031. 97

Rice. 2.84. Dizajnerske karakteristike Audi 2.0 FSI motora s direktnim ubrizgavanjem

hladeći ga snažnom bakljom, ubrizgava se ekstra loša mješavina (a = 4,1). Na kraju takta kompresije, injektor ponovo ubrizgava gorivo, ali sa kompaktnim plamenom. U tom slučaju, smjesa u cilindru je obogaćena i detonacija ne dolazi.

U odnosu na konvencionalni motor sa sistemom za ubrizgavanje benzina, GDI motor je oko 10% ekonomičniji i emituje 20% manje ugljen-dioksida u atmosferu. Povećanje snage motora je do 10%. Međutim, kako je pokazao rad vozila sa motorima ovog tipa, oni su veoma osetljivi na sadržaj sumpora u benzinu.

Originalni proces direktnog ubrizgavanja benzina razvio je Orbital. U ovom procesu, benzin se ubrizgava u cilindre motora, prethodno pomiješan sa zrakom pomoću posebne mlaznice. Orbitalna mlaznica se sastoji od dva mlaza, goriva i vazduha.

Rice. 2.85. Rad orbitalne mlaznice

Vazduh se dovodi u mlaznice vazduha u komprimovanom obliku iz specijalnog kompresora pod pritiskom od 0,65 MPa. Pritisak goriva je 0,8 MPa. Prvo se pali mlaz goriva, a zatim mlaz vazduha u pravo vreme, pa se mešavina goriva i vazduha u obliku aerosola snažnom bakljom ubrizgava u cilindar (Sl. 2.85).

Injektor, koji se nalazi u glavi cilindra pored svjećice, ubrizgava mlaz goriva i zraka direktno na elektrode svjećice, što osigurava dobro paljenje svjećice.