GDI (директно впръскване на бензин)
Повече от 100 години на автомобили и монтирани двигатели с вътрешно горене на бензин е почти 100 - Дизелов двигател. Ние отдавна се адаптира към тях и да са добре запознати с техните силни и слаби страни, да се използва един или друг в зависимост от обстоятелствата. Двигателят на бензин се стартира лесно, бързо и ускорява до висока скорост, има по-голям капацитет литра и е по-евтино. Поради това е по-често виждаме на леки автомобили и малки камиони.
Дизел и на себе си е по-скъпо и по-скъпо да се поддържа, а не толкова bystrohoden, произвежда по-малко енергия на литър работен обем, има високо ниво на шума и се стартира по-лошо. Но и това е важно - консумира много по-малко гориво. И по-евтино. Ясно е, че почти всички тежки и лекотоварни автомобили, "база" на дизелови двигатели. Но купувачите на автомобили все по-често мисли за какъв двигател те предпочитат. И доста често избират дизел. Въпреки че е още по-добре, ако двете в едно. И бързо, и спокойствие, и с лек старт, както и че горивото не замръзва през зимата, и по-висока мощност, която не може да навреди. Но чудеса не се случват. Дали теорията на двигатели.
В изгори горивото, е необходимо въздуха. Но това трябва да се смесва с горивото толкова въздух, колкото е необходимо за пълното изгаряне. Това количество въздух се нарича стехиометрично. и това е, разбира се, отдавна е известен. Например, за бензин оптимално (теоретично) Съставът на сместа от гориво изразява съотношението на 14,7: 1, т.е. един грам на бензин трябва 14.7 грама въздух. Сместа, в която повече от необходимото въздуха, наречен бедни, и тази, в която въздух е по-малка, отколкото е необходимо (т.е. повече гориво) се нарича богат. Твърде постно изгаряне не винаги е възможно, когато работи на богата смес от неизгоряло гориво безполезен "лети в тръбата" и увеличаване на емисиите на въглероден оксид.
Но е необходимо въздухът не само за горене. колкото по-високо налягане в цилиндъра преди запалването на сместа, по-висока ефективност на двигателя. И ние сме много полезно за повече въздух има в цилиндъра по време на такта на пълнене: колкото по-налягане ще бъде след това. И сега е време да се разбере защо дизел икономичен.
работен двигател Принципът на вътрешно горене
Спомнете си как двигателя с вътрешно горене. В двигателя бензин през въздушната смес такт на пълнене и гориво навлиза в цилиндъра, а след това се пресова и искрово запалване. В дизеловия двигател по време на такта на пълнене само се вкарва въздух в цилиндъра, бутало, който е компресиран под високо налягане и това и още топъл. До края на компресия в горивото на цилиндъра се инжектира, която е най-високо налягане и температура на самозапалване. Налягането в цилиндъра на дизелов двигател е много по-висока, отколкото в цилиндров бензинов двигател: модерния атмосферен дизелов двигател е съвсем нормално степен на сгъстяване е 20, а производството на бензин, дори и най-много "сандвич" едва достига 11. по-високо налягане в цилиндъра - и по-висока ефективност. Веднага си помисли: да се повиши степента на сгъстяване в бензинов двигател. Ние го опитах. Но повече от 11 не работи. Тъй като има явления като детонация и повърхност запалването.
Детонация - много бързо изгаряне на точки, отдалечени от искрата. придружено от остри локално прегряване и претоварване на частите на двигателя. Симптом чук - чук - чуваме, когато се опитват да се ускори драстично след попълване нискооктанов бензин.
Повърхностно запалване - преждевременно (преди искрата) запалване на сместа от горивната камера на прегряване части (например - от същите електроди свещите). Продължителната работа с детонацията и предварително запалването не е позволено: двигател бързо се провали. Повърхностно запалване и детонация предизвиква висока температура и високо налягане. За да се избегне детонационни двигатели с висока степен на сгъстяване е заредена с високооктанов бензин (98), но по-висока компресия 11 и това не е достатъчно.
Какво се случва при ниски натоварвания. Ние понижи газ и потегли бавно. Какво означава това за бензинов двигател? Когато се пусне педала на газта. вентил входящия газ е покрита. което означава, че ние намаляваме не само количеството подавано гориво, но също така и на количеството на въздуха. По-малко въздух в цилиндъра - по-малко компресия край налягане. Но това е в карбуратора. може да се каже. Но какво да кажем за бензинов двигател с впръскване на горивото? В края на краищата, не е нещо, което може да намали доставките на гориво, без да се намалява количеството на въздуха? Можете, но до определен лимит. Защото твърде постно смес няма да запали искрата, и към сместа се изчерпват прекалено много газ все още трябва да покрие, и налягането пада. По-малко налягане в цилиндъра - по-нисък въртящ момент.
И какво означава да се пусне на педала на дизелов двигател? Това означава, че бутилката е просто подава по-малко гориво. Но количеството на входящия въздух ще остане същата. и налягането в края на такта на пълнене не се променя. Да, сместа в цилиндъра става лошо, но дизеловия двигател работи безопасно и постно - всъщност има друг принцип на запалване и други горива! И дизел е много ефективен и при ниски натоварвания. Ако ние искаме да направим един икономичен бензинов двигател, "еластична" и по този начин по-мощен, а след това ние трябва да го спаси от детонацията и се научи да яде постно смес.
Така че, проблемът е, че искрата последователно не успя да възпламени сместа benzovozdushnoy по-бедни, отколкото в съотношение от 17: 1. Но е възможно да се запълни цилиндъра много постно смес, но директно на свещта, за да представят по-богата, която ще светне. Опитахме се, например, в търсачката предкамера, тази идея е положен. Постигнатите, за двигателите с впръскване на горивото действителните резултати: тук се постигне стабилна работа в смес със съотношение от 22: 1, но по-лишавам от сместа все още не е било възможно. Всъщност, в случай на конвенционална многоточково инжектиране външен карбурация - инжектора инжектира гориво в всмукателния колектор. И достави по-богат поток от сместа с искра, която може само да се дължи на посоката на потока на аеродинамиката на методите, например, по определен начин на неговото завихряне. Сега, ако горивото се впръсква директно в цилиндъра.
Бензинови двигатели с директно впръскване появили дълго време и да се използват в авиационната индустрия в годините на Втората световна война. Двигатели за моторни превозни средства, също разработени, поне в нашата страна, те са имали в края на 40-те години. Въпреки това, за дълго време, тя не успя да се справи със сериозните недостатъци на директно впръскване, по-специално - "дизел" димяща на състоянието на захранването. И мотора получава доста скъпо и затова нерентабилна. И директно впръскване са престанали да бъдат ангажирани.
GDI устройство
В действителност, този двигател е подобен дизайн и конвенционален бензин и дизел. Във всеки цилиндър има и свещ, която. и дюза. и помпата за високо налягане се подава гориво под налягане 5 МРа (50 атм.). Дюзата предвижда два различни режима на впръскване на горивото. Обърнете внимание на следните характеристики. всмукателен колектор за цилиндъра се доближава до върха. Това позволява на въздушния поток на инцидент, който след контакт с буталото се обръща и се втурва нагоре, усукване на часовниковата стрелка (тази организация позволява на въздушния поток, за да се постигне оптимална концентрация на гориво непосредствено около искрата). С почти прав канал поток се движи с много висока скорост, а дори и когато буталото е достигнало долната мъртва точка. Още известно количество въздух в цилиндъра по инерция.
Бутала необичайно - има топ ниво сферична форма. Формата на буталото осигурява три важни функции. Първо, тя ви позволява да настроите желаната посока на въздушния поток. Второ, той ръководи впръсква горивото директно на запалителната свещ, което е важно, когато се работи при изключително сухи смеси. На трето място, определяне на разпространението на фронта на горене.
Как GDI
Има три възможни режима в зависимост от режима на шофиране.
Този режим се използва при ниски натоварвания: с тих градско шофиране и страната шофиране със скорост до 120 км / ч. В този случай, горивото се подава в цилиндъра по същество в дизелов двигател - в края на такта на сгъстяване. Гориво се впръсква компактен пламък и смесване с въздух, се изпраща сферична вдлъбнатина на буталото. В резултат на това най-обогатен облака гориво е директно около запалителната свещ и запалва безопасно, след изгаряне постно. В резултат на двигателя стабилно работи дори ако общото съотношение въздух-гориво в цилиндър 40: 1.
Този режим се използва за интензивно градско шофиране, високоскоростен предградията на шофиране и изпреварване. Когато стехиометрично смес запалване никакви проблеми. Но тъй като това би било желателно да се повиши степента на сгъстяване. след това става важно да се предотврати взривяване и предварително запалване. инжектиране на гориво се извършва по време на такта на пълнене. Гориво се впръсква конична факел разпръсква около цилиндъра и изпаряване, Охлажда споменатите въздушен цилиндър. Охлаждането намалява вероятността за детонация и предварително запалване.
- И още един начин на изпълнение на система за управление на GDI а.
Тя ви позволява да се увеличи въртящия момент на двигателя в случай, когато водачът се движи с ниска скорост, рязко да натисне педала на газта. Когато двигателят работи при ниска скорост, и внезапно подава обогатена смес, по вероятност от удар се увеличава. Ето защо, инжектирането се извършва на два етапа. Малко количество гориво инжектира в цилиндъра по време на такта на пълнене и въздухът се охлажда в цилиндъра. Когато този цилиндър е изпълнен със супер постно (приблизително 60: 1), в която процесът на детонация не се среща. След това, в края на такта на сгъстяване, компактен реактивно гориво се подава, който носи съотношението въздух-гориво в цилиндър на "богатите" 12: 1. И на "обучение" времето на детонация вече не остава.
И така, какво, в крайна сметка, poluchetsya изхода? Степента на сгъстяване може да бъде повишена до 12-12.5, подобрена пълнене с въздух. Двигателят работи стабилно и на много постно смес. Резултат: В сравнение с "обикновените" GDI бензинов двигател използва 10% по-малко гориво се произвежда 10% повече мощност и излъчва 20% по-малко въглероден диоксид.
Свързани статии