 |
Топливные форсунки (инжекторы)
|
|
|
|
Если момент начала открытия форсунки определяется частотой вращения коленчатого вала,
то продолжительность активного (открытого) состояния форсунки блок РСМ определяет
температурой охлаждающей жидкости, нагрузке на двигатель, и положением дроссельной заслонки т.д.
Количество топлива, попавшего в цилиндр (цикловая подача) зависит от продолжительности
активного состояния форсунки. Продолжительность активного состояния зависит от ширины
управляющего импульса. Транзисторные выключатели в РСМ регулируют ширину импульса подачей и выключением «массы». Транзисторные выключатели могут быть двух типов:
• Выключатели большой мощности (сильноточные)
• Выключатели малой мощности (слаботочные).
Выключатели большой мощностиприменяются с низкоомными (1 – 2 Ома) форсунками. В цепь этих выключателей входит ограничитель силы тока, предотвращающий перегрев обмоток форсунок. Ограничитель силы тока измеряет силу тока, проходящего через обмотку форсунки и ограничивает его предельное значение, чтобы обмотка не получила повреждения. Низкоомные форсунки имеют большее быстродействие и более высокую точность дозирования.
Выключатели со слаботочными транзисторамииспользуются для высокоомных форсунок (12 – 16 Ом). Максимальная сила тока ограничивается сопротивлением цепи и отдельный ограничитель не нужен.
В системах MFI используются различные типы инжекторов: Штифтовые инжекторы Bosch
и инжекторы Multec со сферическим клапаном. Инжектор Multec I (Delphi) имеет клапан с
сферическим запорным элементом (сферический клапан). Стальной шар имеет высокую чистоту обработки, чтобы обеспечить надёжное уплотнение клапана. Топливный факел формируется шестидырчатым диском, на котором не накапливаются отложения. Как следствие, инжекторы Multec менее подвержены закоксованию. Инжекторы этого типа промывать НЕ рекомендуется.
|
|
|
В инжекторах Bosch используется штифтовой распылитель. Для надёжности уплотнения распылителя поверхность штифта обрабатывается с высокой степенью чистоты. Проточная часть под седлом штифта (диффузор) обеспечивает угол распыла, равный 25 градусам.
Рис. 24. Распылители Bosch и Multec I
Распылители инжекторов Bosch более поздней разработки закрыты термозащитным колпачком, который предотвращает отложение лака на штифте и на седле штифта.
На инжекторе Multec применяется четырёхдырчатый распылитель. Такой инжектор ставится на V-образный шестицилиндровый двигатель с рабочим объёмом 3,4 литра. Факел распыла этого инжектора имеет строгую направленность. Распылители форсунок Bosch более поздней разработки закрыты термозащитным колпачком, который предотвращает отложение лака на штифте и на седле штифта. На форсунке Multec применяется четырёхдырчатый распылитель. Такая форсунка ставится на V-образный шестицилиндровый двигатель с рабочим объёмом 3,4 литра. Факел распыла этой форсунки имеет строгую направленность.
Рис. 25. Типы форсунок
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Форсунка Multec II
Впервые форсунки Multec II были установлены в 1999 году на двигатель с рабочим объемом
3,4 литра. С этого момента на использование данного распылителя перешло большинство других двигателей. Наружный диаметр новой форсунки почти вдвое меньше, чем у Multec I, что позволяет точнее направлять ось факела в нужную точку. Катушка электромагнита изолирована от топлива, что предотвращает коррозию материалов. Внесены другие изменения, улучшающие характеристики форсунки и её ресурс. Номинальное сопротивление катушки форсунки Multec II составляет 12,2 Ом. Для определения типа форсунки на её корпусе выбит восьмизначный номер. Для снятия форсунки Multec II применяется приспособление J-43013. После снятия пружинного фиксатора вилка приспособления вставляется за корпус форсунки и используется, как рычаг, чтобы вынуть форсунку.
|
|
|
Рис. 26. Форсунка Multec II
Работа систем MFI
В различных типах систем MFI форсунки работают далеко не одинаково.
Синхронный впрыск топлива: все форсунки включаются одновременно, один раз на оборот
коленчатого вала. В каждый впускной патрубок топливо подаётся два раза на один рабочий
цикл. Попарно-параллельный впрыск является разновидностью синхронного впрыска. Две из четырёх форсунок (четырёхцилиндровый двигатель) включаются каждые 180 градусов поворота коленчатого вала, каждая пара включается два раза за рабочий цикл двигателя. Группы образованы из форсунок 1 и 4 цилиндров и 2 и 3 цилиндров. Групповой впрыск топлива: форсунки сгруппированы по рядам цилиндров. Каждая группа управляется отдельной цепью транзисторных выключателей, каждая группа имеет отдельное управление цикловой подачей и коррекцией цикловой подачи.
Рассредоточенный фазированный впрыск топлива-каждая форсунка включается отдельно (в порядке работы цилиндров), момент открытия форсунки привязан к фазам газораспределения. Фазирование подачи топлива производится по отметкам положения коленчатого вала, а порядок подачи топлива определяется по сигналам датчика положения
распредвала.
Рассредоточенный фазированный впрыске групповым расположением форсунок 
Рис. 27. Устройство системы
Рассредоточенный фазированный впрыск с групповым расположением форсунок (CSFI) был
впервые использован в 1996 году на двигателях V6 и V8 грузовых автомобилей. Признаками
системы CSFI являются
• Одна форсунка с фазированным включением на распылитель
|
|
|
• Один распылитель на цилиндр
• Корпус-дозатор, в котором находятся форсунки и регулятор давления.
• Давление топлива 60 - 66 фунт-сила на кв. дюйм (psi)
• Низкопрофильный впускной коллектор, выполненный из алюминия и композитов.
Регулятор давления поддерживает давление топлива в пределах 54-64 psi входе в форсунку. Регулятор давления находится в объёме впускного коллектора, поэтому давление топлива регулируется относительно существующих в коллекторе условий. В каждом распылителе имеется сферический клапан с пружиной, который организует распыл топлива в цилиндр. Распылитель подаёт топливо при включении форсунки. При отключении форсунки давление внутри клапана распылителя падает. Под действием пружины сферический запорный элемент садится на седло и подача топлива в цилиндр прекращается. Давление отсечки топлива влияет на интенсивность парообразования на остановленном двигателе (в результате передачи тепла от деталей горячего двигателя к топливу в трубках), улучшая пусковые качества двигателя.
В 2002 году была внедрена новая разновидность описанной системы под названием
Multi-port Flexible Injection. В новой системе форсунки убраны из корпуса-дозатора, а клапанные распылители заменены на форсунки Multec II.
Значение качества бензина
Вопросы загрязнения атмосферы парами топлива и отработавшими газами и привели к конструктивным изменениям в двигателе, направленным на решение экологических проблем и на разработку более чисто сгорающих видов топлива. Работа в этом направлении привела к изменению состава топлива и к поиску компромисса между требованиями экологии и сохранением динамических характеристик автомобиля.
Существуют определённые законом технические условия на влияние использоваемого бензина на окружающую среду, кроме того, существуют ТУ на характеристики бензина, определяющие энергетические параметры двигателя. Современный сотрудник автомобильных сервисных предприятий обязан разбираться в связанных с топливом вопроса и для уверенного проведения диагностики и для точного информирования клиента. Бензин не является простым веществом – это сложная смесь компонентов с широким разбросом физических и химических характеристик. Бензин должен обладать свойствами, которые позволяют применять его в широком диапазоне условий. Стандарты качества являются результатом компромисса, который удовлетворяет целый ряд требований. Наиболее важными качествами топлива, которые влияют на динамические характеристики автомобиля и на энергетические показатели двигателя, являются октановое число (ОЧ) и испаряемость (летучесть) топлива.
|
|
|
Октановое число топлива
Наиболее часто бензин характеризуется коэффициентом сопротивления детонации. Коэффициент говорит о способности топлива противостоять детонации. Часто этот коэффициент выражается через сопоставление с качеством изооктана, его стойкость к детонации принимается за 100 единиц. Для большинства двигателей достаточно топлива с ОЧ (октановым числом) 87, тогда как для двигателей с высокой удельной мощностью требуется топливо с ОЧ 92. Когда ОЧ топлива соответствует требованиям двигателя, тогда достигаются оптимальные энергетические и экономические показатели двигателя. В общем случае использовать бензин с более высоким ОЧ, чем этого требует сам двигатель, необходимости нет. Существует широко распространённое мнение, что чем выше ОЧ, тем лучше показатели двигателя. Это является заблуждением, поскольку увеличение ОЧ в сравнении с действительно необходимым не оказывает заметного влияния, если оказывает вообще. Владельцы автомобилей должны использовать тот бензин, который заявлен в технических условиях изготовителя. Ещё одним заблуждением является то, что повышение ОЧ улучшает экономичность двигателя. ОЧ есть не более чем показатель способности бензина противостоять детонации в сравнении со стопроцентным изооктаном.
Удельный расход топлива в двигателе зависит от ряда факторов, включая его теплотворную способность. Два сорта бензина с одинаковым ОЧ из-за разного фракционного состава могут иметь разную теплотворную способность и, следовательно, расход бензина в двигателе будет разным. Спиртосодержащие топлива имеют более низкую теплотворную способность, поэтому пробег на литр такого топлива будет меньше, чем на литр бензина. Теплотворная способность топлива измеряется в джоулях на килограмм (в англосаксонских странах для этого служит единица, называемая BTU). Чем выше теплотворная способность, топлива, тем выше содержание энергии в топливе и лучше экономичность топлива. Основными факторами, определяющими требования к ОЧ, являются геометрия камеры сгорания и степень сжатия. Чем выше степень сжатия, тем большим должно быть ОЧ. Большое количество нагара на стенках камеры сгорания также повышает требования к ОЧ, поскольку нагар увеличивает степень сжатия и ухудшает теплоотвод через стенки камеры.
|
|
|
Испаряемость топлива
Бензин имеет сложный фракционный состав, и каждая фракция имеет собственную температуру испарения. Способность топлива переходить из жидкой фазы в газообразную называется испаряемостью. Более летучие фракции (легче испаряемые) испаряются при более низких температурах. Менее летучие фракции (труднее испаряемые) испаряются при более высоких температурах. Использование бензина с плохой испаряемостью влечёт плохой запуск двигателя и плохую динамику автомобиля в период прогрева двигателя. Применение таких топлив также ведёт к росту количества отложений в картере, в камере сгорания и на свечах зажигания. Бензин с высокой испаряемостью может закипеть в топливопроводах при высокой температуре. Кипение топлива уменьшает его поступление в двигатель и образует паровые пробки, двигатель теряет мощность, начинает неровно работать или вообще глохнет. Значительная испаряемость топлива может также ухудшить экономичность двигателя. Показателем испаряемости топлива является упругость паров по Рейду (RVP). Для измерения RVP герметичный сосуд с топливом помещается в воду, нагретую до 33°С. По мере испарения топлива давление в сосуде растёт. Определённым образом выполненная оценка этого давления именуется RVP. Величина RVP для неэтилированного бензина сорта “regular” может меняться от 8 до 15. Меньшее число соответствует низкой испаряемости, большее – высокой.
Сезонные сорта топлива
В процессе производства бензина его испаряемость регулируется в соответствии с сезонными колебаниями температуры. Чтобы двигатель в холодную погоду быстрее запускался и прогревался, зимние сорта топлива делают с более высокой испаряемостью. Летние сорта бензина имеют более низкое значение RVP, чтобы избежать таких явлений как паровые пробки. Для работы на больших высотах над уровнем моря также приходится подбирать топливо с определённой испаряемостью. На большой высоте топливо закипает при более низкой температуре, поэтому его испаряемость должна быть ниже. Подбор испаряемости по сезонным и географическим признакам помогает уменьшить число проблем, но не устраняет их совсем. Долгосрочный прогноз температуры сложен, особенно весной и осенью: температура может опускаться или подниматься далеко за пределы, пригодные для топлива с определённой испаряемостью.
|
|
|
