Brandstofinspuiting in petrolenjins. Voordele, nadele en moontlike probleme
Die tipe inspuitstelsel bepaal enjinparameters en bedryfskoste. Dit beïnvloed die dinamika, brandstofverbruik, uitlaatgasse en onderhoudskoste van die motor.
Die geskiedenis van die praktiese toepassing van petrolinspuiting in 'n binnebrandenjin in vervoer dateer terug na die tydperk voor die Eerste Wêreldoorlog. Selfs toe was lugvaart dringend op soek na nuwe oplossings wat die doeltreffendheid van enjins kon verbeter en probleme met krag in verskeie posisies van die vliegtuig kon oorkom. Brandstofinspuiting, wat die eerste keer in die Franse V8-vliegtuigenjin van 1903 verskyn het, was nuttig. Dit was eers in 1930 dat die brandstof-ingespuitte Mercedes 1951 SL debuut gemaak het, wat algemeen as 'n voorloper in die veld beskou word. In die sportweergawe was dit egter die eerste motor met direkte petrolinspuiting.
Elektroniese brandstofinspuiting is die eerste keer gebruik in die 300 in 'n Chrysler-enjin van 1958. Veelpuntpetrolinspuiting het in die 1981's op motors begin verskyn, maar dit is meestal in luukse modelle gebruik. Hoëdruk elektriese pompe was reeds in gebruik om behoorlike druk te verseker, maar beheer was steeds die verantwoordelikheid van meganika, wat eers in 600 met die einde van Mercedes-produksie in die vergetelheid vervaag het. Inspuitstelsels was steeds duur en het nie na goedkoop en gewilde motors verander nie. Maar toe dit in die XNUMX's nodig word om katalitiese omsetters op alle motors te installeer, ongeag hul klas, moes 'n goedkoper tipe inspuiting ontwikkel word.
Die teenwoordigheid van 'n katalisator het meer presiese beheer van die samestelling van die mengsel vereis as wat vergassers kon voorsien. So is enkelpunt-inspuiting geskep, 'n karige weergawe van "multi-point", maar voldoende vir die behoeftes van goedkoop motors. Sedert die laat negentigerjare het dit van die mark begin verdwyn, vervang deur meerpuntinspuiters, wat tans die gewildste brandstofstelsel in motorenjins is. In 1996 het direkte brandstofinspuiting sy standaarddebuut op die Mitsubishi Carisma gemaak. Die nuwe tegnologie het ernstige verbetering nodig gehad en het aanvanklik min volgelinge gevind.
In die lig van toenemend strenger uitlaatgasstandaarde, wat van die begin af 'n sterk invloed op die vordering in motorbrandstofstelsels gehad het, moes ontwerpers egter uiteindelik na petrol-direkte inspuiting oorgaan. In die jongste oplossings, tot dusver min in getal, kombineer hulle twee tipes petrolinspuiting – indirekte meerpunte en direk.
Indirekte Enkelpunt Inspuiting
In enkelpunt-inspuitingstelsels word die enjin deur 'n enkele inspuiter aangedryf. Dit word by die inlaat van die inlaatspruitstuk geïnstalleer. Brandstof word onder druk van ongeveer 1 bar verskaf. Die geatomiseerde brandstof meng met lug voor die inlaatpoorte van die kanale wat na die individuele silinders lei.
Die brandstof-lugmengsel word in die kanale ingesuig sonder presiese dosering van die mengsel vir elke silinder. As gevolg van verskille in die lengte van die kanale en die kwaliteit van hul afwerkings is die kragtoevoer na die silinders ongelyk. Maar daar is ook voordele. Aangesien die pad van die mengsel van brandstof met lug vanaf die spuitstuk na die verbrandingskamer lank is, kan die brandstof goed verdamp wanneer die enjin behoorlik opwarm. In koue weer verdamp die brandstof nie, die hare kondenseer op die versamelaarwande en gaan gedeeltelik in die verbrandingskamer in in die vorm van druppels. In hierdie vorm kan dit nie heeltemal uitbrand op die werksiklus nie, wat lei tot lae enjindoeltreffendheid in die opwarmfase.
Die gevolg hiervan is verhoogde brandstofverbruik en hoë toksisiteit van uitlaatgasse. Enkelpunt-inspuiting is eenvoudig en goedkoop, benodig nie baie onderdele nie, komplekse spuitpunte en gevorderde beheerstelsels. Lae produksiekoste lei tot 'n laer voertuigprys, en herstelwerk met enkelpunt-inspuiting is maklik. Hierdie tipe inspuiting word nie in moderne passasiersmotorenjins gebruik nie. Dit kan slegs gevind word in modelle met 'n agterste ontwerp, hoewel dit buite Europa vervaardig word. Een voorbeeld is die Iraanse Samand.
voorregte
- Eenvoudige ontwerp
– Lae produksie- en instandhoudingskoste
– Lae toksisiteit van uitlaatgasse wanneer die enjin warm is
gebreke
– Lae brandstofdoseringsakkuraatheid
– Relatief hoë brandstofverbruik
– Hoë toksisiteit van uitlaatgasse in die opwarmfase van die enjin
– Swak werkverrigting in terme van enjindinamika
Indirekte meerpuntinspuiting
'n Uitbreiding van enkelpunt indirekte inspuiting is multipunt indirekte inspuiting met 'n inspuiter in elke inlaatpoort. Brandstof word na die versneller afgelewer, net voor die inlaatklep.Die inspuiters is nader aan die silinders, maar die lug/brandstofmengselpad is nog lank genoeg vir die brandstof om op 'n warm enjin te verdamp. Aan die ander kant het die verhittingsfase minder geneig om op die wande van die inlaatpoort te kondenseer, aangesien die afstand tussen die spuitkop en die silinder korter is. In meerpuntstelsels word brandstof teen 'n druk van 2 tot 4 bar voorsien.
’n Aparte inspuiter vir elke silinder gee ontwerpers heeltemal nuwe moontlikhede in terme van die verhoging van enjindinamika, die vermindering van brandstofverbruik en die vermindering van uitlaatgasse. Aanvanklik is geen gevorderde beheerstelsels gebruik nie, en alle spuitpunte het brandstof gelyktydig gedoseer. Hierdie oplossing was nie optimaal nie, aangesien die inspuitmoment nie in elke silinder op die mees voordelige oomblik (toe dit die geslote inlaatklep getref het) voorgekom het nie. Slegs die ontwikkeling van elektronika het dit moontlik gemaak om meer gevorderde beheerstelsels te bou, waardeur die inspuiting meer akkuraat begin werk het.
Aanvanklik is die spuitpunte in pare oopgemaak, daarna is 'n opeenvolgende brandstofinspuitingstelsel ontwikkel, waarin elke spuitstuk afsonderlik oopmaak, op die optimum oomblik vir 'n gegewe silinder. Hierdie oplossing laat jou toe om die dosis brandstof vir elke slag akkuraat te kies. 'n Serie-meerpuntstelsel is baie meer kompleks as 'n enkelpuntstelsel, duurder om te vervaardig en duurder om in stand te hou. Dit laat jou egter toe om die doeltreffendheid van die enjin aansienlik te verhoog met minder brandstofverbruik en minder toksisiteit van uitlaatgasse.
voorregte
- Hoë brandstofdoseringsakkuraatheid
– Lae brandstofverbruik
– Baie moontlikhede in terme van enjindinamika
– Lae toksisiteit van uitlaatgasse
gebreke
- Beduidende ontwerpkompleksiteit
– Relatief hoë produksie- en instandhoudingskoste
Direkte inspuiting
In hierdie oplossing word die inspuiter in die silinder geïnstalleer en spuit brandstof direk in die verbrandingskamer in. Aan die een kant is dit baie voordelig, aangesien dit jou toelaat om die brandstof-luglading bo die suier baie vinnig te vervang. Daarbenewens koel die relatief koue brandstof die suierkroon en silinderwande goed af, dus is dit moontlik om die kompressieverhouding te verhoog en hoër enjindoeltreffendheid te verkry sonder vrees vir ongunstige ontbrandingsklop.
Direkte inspuitenjins is ontwerp om baie maer lug/brandstofmengsels teen lae enjinvragte te verbrand om uiters lae brandstofverbruik te behaal. Dit het egter geblyk dat dit probleme veroorsaak met 'n oormaat stikstofoksiede in die uitlaatgasse, om uit te skakel wat dit nodig is om toepaslike skoonmaakstelsels te installeer. Ontwerpers hanteer stikstofoksiede op twee maniere: deur hupstoot by te voeg en die grootte te verminder, of deur 'n komplekse stelsel van tweefase-spuitpunte te installeer. Praktyk toon ook dat met direkte brandstofinspuiting die ongunstige verskynsel van koolstofafsettings in die inlaatkanale van die silinders en op die inlaatklepstingels (afname in enjindinamika, toename in brandstofverbruik).
Dit is te wyte aan die feit dat beide die inlaatpoorte en die inlaatkleppe nie met die lug-brandstofmengsel gespoel word nie, soos met indirekte inspuiting. Daarom word hulle nie weggespoel deur fyn oliedeeltjies wat die suigstelsel binnedring vanaf die krukasventilasiestelsel nie. Olie-onsuiwerhede verhard onder die invloed van temperatuur, wat 'n toenemend dik laag ongewenste sediment skep.
voorregte
– Baie hoë brandstofdoseringsakkuraatheid
– Moontlikheid om maer mengsels te verbrand
– Baie goeie enjindinamika met lae brandstofverbruik
gebreke
- Uiters komplekse ontwerp
– Baie hoë produksie- en onderhoudskoste
– Probleme met oormaat stikstofoksiede in uitlaatgasse
- Koolstofafsettings in die innamestelsel
Dubbele inspuiting - direk en indirek
Die ontwerp van gemengde inspuitingstelsels trek voordeel uit beide indirekte en direkte inspuiting. Direkte inspuiting werk wanneer die enjin koud is. Die brandstof-lugmengsel vloei direk oor die suier en kondensasie is uitgesluit. Wanneer die enjin warm is en onder ligte lading loop (konstante spoed ry, gladde versnelling), hou direkte inspuiting op werk en meerpunt indirekte inspuiting neem sy rol oor. Brandstof verdamp beter, baie duur direkte-inspuitingstelsel-inspuiters werk nie en slyt nie, inlaatkleppe word deur die brandstof-lugmengsel gewas, so afsettings vorm nie daarop nie. By hoë enjinvragte (sterk versnellings, vinnige ry) word direkte inspuiting weer aangeskakel, wat verseker dat die silinders baie vinnig gevul word.
voorregte
– Baie presiese brandstofdosering
– Optimale enjinlewering in alle toestande
– Baie goeie enjindinamika met lae brandstofverbruik
– Geen koolstofneerslae in die innamestelsel nie
gebreke
- Groot ontwerp kompleksiteit
– Uiters hoë produksie- en instandhoudingskoste
