slonam.ru Тема Аппаратура впрыска легкого топлива Часть Причины создания аппаратуры
Другие
Правовые
Компьютерные
Экономические
Астрономические
Географические
Про туризм
Биологические
Исторические
Медицинские
Математические
Физические
Философские
Химические
Литературные
Бухгалтерские
Спортивные
Психологичексие
добавить свой файл

страница 1
Тема 7. Аппаратура впрыска легкого топлива
Часть 1. Причины создания аппаратуры впрыска легкого топлива
Одним из существенных недостатков карбюраторных двигателей является его затруднённый пуск при отрицательных температурах. В этих условиях действует сразу несколько факторов, перечислим их:

1. Холодное масло в системе смазки имеет высокую вязкость. Вязкое масло сопротивляется вращению коленчатого вала и движению поршней в цилиндрах, поэтому скорость вращения коленчатого вала не велика.

2. Возможности аккумуляторной батареи при отрицательных температурах значительно ниже, чем при положительных, и поэтому батарея не может обеспечить стартер необходимым количеством электрической энергии для проворачивания коленчатого вала с достаточной скоростью.

3. Из-за недостаточной скорости движения поршней в цилиндрах количество газов, прорывающихся в картер становится заметно большим, что приводит к уменьшению давления и температуры в конце такта сжатия, а это, в свою очередь, затрудняет воспламенение смеси электрической искрой.

4. Из-за недостаточной скорости движения поршней в цилиндрах увеличиваются потери тепла от сжимаемых в цилиндре газов в холодные стенки цилиндров, днище поршня и стенки камеры сгорания. Это так же приводит к уменьшению давления и температуры в конце такта сжатия, а это, в свою очередь, затрудняет воспламенение смеси электрической искрой.

5. Из-за недостаточной скорости движения поршней в цилиндрах скорость движения воздуха во впускном тракте также недостаточна для качественного распыливания бензина в карбюраторе.

6. Холодный бензин в холодном воздухе испаряется плохо и поэтому в цилиндры движется воздух отдельно и жидкий бензин (в виде капель и пленки) отдельно. Количество паров бензина в смеси недостаточно и смесь не воспламеняется электрической искрой.
Можно также назвать другие существенные недостатки карбюраторных двигателей:
1. Дозирующие системы карбюратора несколько десятилетий назад считались прогрессивными конструкциями, но при сегодняшнем уровне развития техники их уже можно относить к числу примитивных. Они не могут обеспечить точное дозирование топлива на всех режимах работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива (ухудшению топливной экономичности) и к увеличению выброса токсичных веществ в атмосферу.

2. Регулировки дозирующих систем недостаточно стабильны и поэтому отрегулированный сегодня карбюратор в скором времени нуждается в очередной регулировке.

3. Надежность дозирующих систем карбюратора также недостаточна. Много неприятностей доставляет игольчатый клапан поплавковой камеры. Износ его деталей приводит к потере его герметичности и повышению уровня бензина в поплавковой камере, что в свою очередь приводит к неустойчивой работе двигателя, к его самопроизвольной остановке и перерасходу топлива. Недостаточно надежны также диафрагменные механизмы карбюратора, его электромагнитный клапан или пневмоклапан системы холостого хода
Для преодоления перечисленных выше недостатков карбюраторных двигателей была сконструирована система впрыска бензина, устранившая их главный недостаток – некачественное смесеобразование. Строго говоря, систем впрыска бензина создано много, каждая из них имеет свои особенности, но всех их объединяет то, что бензин в них под давлением подается от специального насоса к форсунке, которая мелко распылят его в потоке воздуха, в результате чего бензин испаряется лучше, дозирование точнее, пусковые качества двигателя и его топливная экономичность существенно улучшаются, а выброс токсичных веществ в атмосферу значительно снижается.

Кроме того, в двигателях с впрыском бензина стали применять синтетические масла, которые сохраняют свою текучесть при отрицательных температурах и не препятствуют вращения коленчатого вала и движению поршней в цилиндрах.


Часть 2. Что такое "лёгкое топливо"?
Жидкие топлива для автомобильных двигателей получают из нефти. Они представляют собой смесь большого количества углеводородов разного строения и с разными физико-химическими свойствами. Поэтому, в отличие от чистых веществ (например от воды) бензин и дизельное топливо не имеют химической формулы, для них не существует понятие "температура кипения". Для этих топлив вычисляют усреднённые показатели, например, среднюю молекулярную массу:

Вода: µт = 18 кг/кмоль

Бензин: µт = 110…120 кг/кмоль

Дизельное топливо: µт = 180…200 кг/кмоль

Это не означает, что дизельное топливо в два раза тяжелее бензина и в десять раз тяжелее воды. Плотность бензина и плотность дизельного топлива сопоставимы и приблизительно равны 0,8 г/см3. То есть канистра с бензином и канистра с дизельным топливом имеют приблизительно одинаковый вес. Различия их средних молекулярных масс говорят о том, что в состав дизельного топлива входят углеводороды с более длинными, более разветвлёнными молекулами.

Таким образом, когда говорят о лёгком топливе, то, как правило, подразумевают бензин, а когда говорят о тяжёлом топливе, то подразумевают дизельное топливо.


Часть 3. Упрощенная схема аппаратуры впрыска легкого топлива

1 – Датчик положения дроссельной заслонки

2 – Датчик детонации

3 – Датчик температуры – даёт информацию контроллеру о температуре двигателя

4 – Датчик скорости – даёт информацию контроллеру о скорости вращения коленчатого вала двигателя

5 – Датчик верхней мертвой точки – даёт информацию контроллеру о прохождении поршнем верхней мёртвой точки

6 – Кислородный датчик (лямбда-зонд) – даёт информацию контроллеру о содержании кислорода в отработавших газах

7 – Дроссельная заслонка

8 – Форсунка – устройство, предназначенное для мелкого распыления топлива

9 – Топливный бак

АБ – Аккумуляторная батарея

ВЗ – Выключатель зажигания

М – Соединение с массой (с кузовом автомобиля)

К – Контроллер – сложное электронное устройство, которое принимает информацию от всех датчиков, обрабатывает её по заложенной в него программе и управляет работой форсунок

ДМРВ – Датчик массового расхода воздуха – даёт информацию контроллеру о мгновенном расходе воздуха во впускном тракте двигателя (кг/час)

ДВС – Двигатель внутреннего сгорания

ОГ – Отработавшие газы

КН – Каталитический нейтрализатор отработавших газов – аппарат, предназначенный для уменьшения токсичных выбросов в атмосферу. В нём осуществляется дожигание несгоревших углеводородов, поэтому его иногда называют "дожигатель".

БН – Бензонасос (электрический) – нагнетает бензин под давлением к форсункам. Расположен на дне бензобака. Состоит из насоса и электродвигателя.

ФТО – Фильтр тонкой очистки топлива – обычный фильтр с картонным фильтрующим элементом.



Часть 4. Принцип действия аппаратуры впрыска легкого топлива
При включении зажигания ВЗ сразу начинает работать электрический бензонасос БН в бензобаке 9 и создаёт давление перед форсунками 8, однако впрыск при этом не происходит. Впрыск будет происходить тогда, когда контроллер К подаст на форсунку управляющий импульс (12 В). При этом электромагнит в форсунке откроет клапан, и бензин через узкое отверстие под давлением будет выходить из форсунки, мелко распыляться и смешиваться с воздухом. Количество форсунок равно количеству цилиндров (по одной форсунке на каждый цилиндр). Форсунки впрыскивают бензин в поток воздуха непосредственно перед впускным клапаном, когда он открывается в начале такта впуска. Потом форсунка прекращает впрыск, а впускной клапан закрывается.

Дроссельная заслонка 7 связана с педалью в кабине водителя. Нажимая на педаль, водитель открывает и закрывает заслонку 7 и тем самым управляет работой двигателя.

Контроллер К получает информацию от всех датчиков двигателя. Одним из важнейших датчиков является ДМРВ – датчик массового расхода воздуха. При вращении коленчатого вала происходят такты всасывания воздуха в цилиндрах, что вызывает его движение по впускному тракту, в том числе и через ДМРВ. Чем больше воздуха проходит через ДМРВ, тем больше его сигнал, тем на более длительный промежуток времени контроллер К открывает форсунки 8.

Контроллер К – это сложное электронное устройство. В него заложена специальная программа для обработки сигналов всех датчиков двигателя. В зависимости от полученной от датчиков информации, контроллер с высокой точностью определяет, на сколько времени нужно открыть форсунки для впрыска, чтобы двигатель работал устойчиво, экономично, развивал достаточную мощность и имел низкую токсичность отработавших газов. В этом заключается главная особенность аппаратуры впрыска бензина.



За токсичностью отработавших газов следит кислородный датчик 6. Увеличение количество кислорода в ОГ говорит о том, что в цилиндрах двигателя сжигается обеднённая смесь. Такие смеси сгорают полностью, и продуктов неполного сгорания в ОГ нет. В этой ситуации кислородный датчик 6 и контроллер К не изменяют работу форсунок. Если количество кислорода в ОГ уменьшилось до нуля, это говорит о том, что в цилиндрах двигателя сжигается обогащённая смесь. Такие смеси сгореть полностью не могут, в состав продуктов их сгорания входят несгоревшие углеводороды и окись углерода ­– это токсичные компоненты ОГ. В этой ситуации кислородный датчик 6 дает сигнал контроллеру К и тот уменьшает подачу бензина форсунками до такой степени, чтобы смесь имела или нормальный состав, или обеднённый.

Все токсичные продукты неполного сгорания, которые всё же вышли из двигателя, дожигаются в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов КН и в атмосферу выхотят очищенные ОГ. Каталитический нейтрализатор КН – дорогостоящий аппарат, так как в нём в качестве катализатора используется платина и другие драгоценные металлы. КН требует применения неэтилированного бензина. При попадании в него соединений свинца он выходит из строя и восстановлению не подлежит.
страница 1
скачать файл

Смотрите также:



© slonam.ru, 2017