Автор: ЛИК [п.Славянка] (212.122.25.---)
Дата: давно
На двигателях с системой непосредственного впрыска бензина в цилиндры (GDI) бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры двигателя, где происходит сгорание топлива, что позволяет увеличить быстроту реагирования двигателя на управляющее воздействие и осуществлять более точное управление топливоподачей. Такая компоновка обеспечивает высоко эффективное сгорание сверх бедной топливовоздушной смеси. Более того, высокая объемная эффективность двигателя, получаемая от эффекта охлаждения камеры сгорания воздухом на впуске, и высокая степень сжатия позволяют двигателю вырабатывать большую мощность.
Четыре основных технологических изобретения позволяют двигателю с непосредственным впрыском бензина в цилиндры (GDI) фирмы Мицубиси работать лучше любого бензинового двигателя предыдущего поколения.
Особенности двигателя с непосредственным впрыском бензина в цилиндры (GDI)
Низкий расход топлива
При впрыске топлива непосредственно в цилиндр можно точно управлять распределением топлива в камере сгорания.
Используя воздушный поток, вырабатываемый прямыми вертикальными впускными каналами и поршнями с днищем вогнутой формы, можно добиться создания послойного смесеобразования топливовоздушной смеси в цилиндре. При этом достигается стабильное сгорание сверх бедной топливовоздушной смеси в соотношении до 40:1.
Для справки топливовоздушное соотношение нормальной системы распределенного впрыска топлива составляет от 12,5 до 15:1.
Направление воздуха в цилиндре
Сильный нисходящий поток, получаемый во время такта впуска при помощи прямых, вертикальных впускных каналов создает воздушный поток (падающий поток) в цилиндре в направлении, обратном направлению потока в обычном двигателе.
Днище поршней вогнутой формы отражает падающий поток и одновременно собирает топливо, впрыснутое в последней половине такта сжатия около свечи зажигания, чтобы оно не рассеивалось по камере сгорания. Вот почему эта деталь играет важную роль в управлении состоянием топливовоздушной смеси в цилиндре
Процесс впрыска топлива
При сгорании сверх бедной топливовоздушной смеси, топливо впрыскивается во время последней половины такта сжатия непосредственно перед воспламенением смеси.
Поскольку давление в цилиндре высокое, топливо, распыленное форсункой высокого давления с вихревым распылителем превращается в сферическую компактную взвесь.
Распыленное топливо моментально испаряется падающим вихревым потоком. (Более того, некоторое количество топлива ударяется об поршень и испаряется при нагреве от поршня.) Не рассеиваясь в пространстве углубления в днище поршня, оно перемещается дальше к свече зажигания в виде послойной топливовоздушной смеси.
При этом облако топливовоздушной смеси с оптимальным для воспламенения соотношением располагается около свечи зажигания, и, затем, от него легко воспламеняется бедная топливовоздушная смесь на всем пространстве камеры сгорания.
1. Поршень перемещается вниз во время такта впуска.
2. Поршень достигает нижней мертвой точки и начинается такт сжатия.
3.Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в конце такта сжатия.
4. Свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь.
Режим сгорания сверх бедной топливовоздушной смеси – впрыск в конце хода такта сжатия
1. Поршень перемещается вниз во время такта впуска.
2. Топливо впрыскивается непосредственно во время опускания поршня.
3. Поршень движется вверх.
4. Свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь.
Эффект снижения расхода топлива
Степень снижения расхода топлива различается в соответствие с условиями работы, но в сравнении с обычным двигателем расход топлива гораздо ниже при работе под низкой нагрузкой.
(i) Во время работы на холостом ходу
Основное снижение расхода топлива получается при сгорании сверх бедной топливовоздушной смеси, поскольку управляя величиной впрыскиваемого топлива можно с легкостью резко изменять крутящий момент и получать быструю реакцию двигателя на управляющее воздействие.
Поэтому можно устанавливать частоту вращения коленчатого вала двигателя на уровне 600 об/мин, получая приблизительно 40% снижение расхода топлива в сравнении с обычным двигателем.
(ii) Во время движения с постоянной скоростью
на обычном двигателе, сгорание теряет эффективность при топливовоздушном соотношении 20:1, но на двигателе с непосредственным впрыском бензина в цилиндры (GDI), сгорание очень стабильно даже когда топливовоздушное соотношение достигает величины 40:1. Это снижет расход топлива на 20 – 25% (на скоростях до 100 км/ч).
Получение большой мощности (режим максимальной отдачи)
Основная идея получения большой мощности – это охлаждение воздуха на впуске во время впрыска топлива во время такта впуска.
При этом, объемная эффективность улучшается и достигается высокая степень сжатия, поскольку эффект охлаждения предотвращает появление детонации.
Улучшение объемной эффективности
Для улучшения объемной эффективности во время работы двигателя под высокой нагрузкой, плавный впускной поток, получаемый в вертикальном впускном канале, используется вместе с охлаждением воздуха на впуске, получаемым путем непосредственного впрыска топлива во время такта впуска.
Непосредственно впрыскивая топливо в цилиндр, топливо оказывается в камере сгорания. При этом, воздух на впуске охлаждается в ходе теплоотдачи и плотность воздуха увеличивается.
Высокая степень сжатия
Температура в камере сгорания понижается, за счет испарения бензина непосредственно в камере сгорания, поэтому детонация не возникает и можно задать высокую степень сжатия. При этом обеспечивается высокая степень сжатия 12,0 (4G93), чего нельзя было добиться на обычных двигателях с распределенным впрыском топлива (MPI).
Высокое давление топлива
Из-за непосредственного впрыска бензина в цилиндры, давление топлива составляет 5 МПа.
Топливо впрыскивается форсунками по сигналу от электронного блока управления двигателем.
Поскольку при высоком давлении требуется очень маленькое время впрыска топлива, необходимо ускорить реакцию форсунки. Для этого был применен формировать сигналов управления форсунками, который вырабатывает и посылает ток высокого напряжения максимум 100 В на форсунки по сигналу от электронного блока управления двигателем.
С уважением,ЛИК
| |