A közvetlen befecskendezés, GDI
GDI (közvetlen benzin befecskendezés)
Több mint 100 éves autók és telepített egy benzinüzemű belsőégésű motor majdnem 100 - dízel motor. Mi már régóta igazítani őket, és jól ismeri a saját erősségeit és gyengeségeit használja egyik vagy a másik, a körülményektől függően. A benzines motort az egyszerűen, gyorsan és felgyorsítja a nagysebességű, hogy van egy nagyobb literes űrtartalmú olcsóbb. Ezért gyakrabban látunk autók és kisteherautók.
Diesel és önmagában drágább és drágább fenntartani, nem olyan bystrohoden termel kevesebb energiát literenként hasznos térfogatú, magas zajszint és rosszabb elindul. De, és ez nagyon fontos - sokkal kevesebb üzemanyagot. És olcsóbb. Egyértelmű, hogy szinte az összes nagy és haszonjárművek, „lovagol” a dízel. De a vásárlók az autók egyre gondolt, hogy milyen motor részesítik előnyben. És nagyon gyakran választanak dízel. Bár ez még jobb, ha a kettő egy. És gyors, és csendes, és enyhe kezdet, és hogy az üzemanyag nem fagy a tél, és a nagyobb teljesítmény nem fáj. De csodák nem történnek. Az elmélet a motorokat.
Az elégetett üzemanyag, levegő szükséges. De meg kell keverni a tüzelőanyag annyi levegőt, amennyi szükséges a tökéletes égéshez. Ez az összeg a levegő az úgynevezett sztöchiometrikus. és ez természetesen már régóta ismert. Például, a benzin optimális (elméleti) A kompozíció a tüzelőanyag-keverék arányát fejezi ki 14,7: 1, azaz 1 g benzin kell 14,7 g levegőt. A keveréket, amelyben a levegő több, mint amennyi szükséges, az úgynevezett gyenge, és azok, amelyekben a levegő kisebb, mint szükséges (azaz több üzemanyag) nevezzük gazdag. Túl sovány égési nem mindig lehetséges, ha fut egy gazdag keverék esetében el nem égett tüzelőanyag haszontalan „repül a csőbe”, és egyre nagyobb a szén-monoxid.
De a levegőre van szükség, nem csak az égéshez. minél nagyobb a nyomás a hengerben előtt a gyújtás a keverék, annál nagyobb a motor hatékonyságát. És mi nagyon hasznos a több levegő van a hengerbe üzemciklusát: annál nagyobb a nyomás lesz majd. És most itt az ideje, hogy megértsük, miért diesel gazdaságos.
A belső égésű motor működési elve
Emlékezzünk, hogy a belső égésű motor. A benzinmotor üzemciklusát és az üzemanyag-levegő keverék bejut a hengerbe, hogy van összenyomva, és szikragyújtású. A dízelmotor üzemciklusát csak levegő szívódik be a henger, a dugattyú, amely össze van nyomva nagy nyomás alatt, és ezt, és tovább melegítjük. Végére a kompresszió a hengerben az üzemanyag befecskendezésre kerül, amely nagy nyomáson és hőmérsékleten spontán égés. A nyomás a hengerben egy dízelmotor sokkal nagyobb, mint a hengeres benzinmotor: a modern szívó dízelmotort teljesen normális tömörítési arány 20, míg a termelés a benzin, még a „szendvics” alig éri 11. A nagyobb nyomás a hengerben - és a nagyobb hatékonyság érdekében. Azonnal gondolta emelni a tömörítési arány egy benzinmotor. Kipróbáltuk. De több mint 11 nem működik. Mivel vannak olyan jelenségek, mint a detonációs és felületi gyújtást.
Detonáció - nagyon gyors égés pont távol a szikra. kíséri éles helyi túlmelegedést és a túlterhelés motor alkatrészek. Tünet kopogás - kopogtattak - halljuk, amikor megpróbálta drámaian felgyorsítja a töltés után alacsony oktánszámú benzin.
Felületi gyújtás - idő előtt (mielőtt a szikra) a keverék begyulladását az égéstérből a túlhevült részek (például - az azonos elektród gyertyát). Hosszan tartó munka a detonáció és előgyújtást nem engedélyezett: a motor gyorsan sikerül. Felületi gyújtás és detonációs provokál magas hőmérsékleten és nagy nyomáson. Annak elkerülése érdekében, detonációs motorok magas tömörítési arány bemérünk magas oktánszámú benzin (98), de a nagyobb tömörítési 11, és ez nem elegendő.
Mi történik, kis terhelés. Mi csökkentette gáz- és elhajtott lassan. Mit jelent ez a benzinmotor? Amikor elengedjük a gázpedált. fojtószeiep borítja. ami azt jelenti, hogy csökkenti nemcsak az adagolt üzemanyag mennyiségét, hanem a levegő mennyiségét. Kevesebb levegő a hengerben - kevésbé kompresszió végén nyomás. De ez a karburátor. mondhatnánk. De mi a helyzet a benzinmotor üzemanyag-befecskendezés? Végtére is, van valami, amit lehet csökkenteni az üzemanyag-ellátás, anélkül, hogy csökkentené a levegő mennyiségét? Akkor lehet, de egy bizonyos határt. Mivel túl szegény keverék nem szikragyújtású, és az elegyet kimerültek túlságosan fojtószelep továbbra is foglalkoznia kell, és a nyomás csökkenni fog. Kevesebb nyomás a hengerben - alsó nyomaték.
És mit jelent, hogy elengedte a pedál egy dízelmotor? Ez azt jelenti, hogy a henger egyszerűen tápláljuk kevesebb üzemanyag. De a beszívott levegő mennyisége ugyanaz marad. és a nyomás a végén a szívási ütem nem változik. Igen, a keveréket a hengerbe leromlik, de a dízelmotor üzemel biztonságosan és sovány - valójában van egy másik elv gyújtás és egyéb tüzelőanyagok! És dízel nagyon hatékony és kis terhelés. Ha azt akarjuk, hogy egy gazdaságos benzinmotor, „rugalmas”, és így erősebb, akkor meg kell menteni őt a detonáció, és megtanulják, hogy enni szegény keverék.
Tehát a probléma az, hogy a szikra következetesen nem gyullad a keverék benzovozdushnoy szegényebb, mint az arány 17: 1. De lehetséges, hogy töltse ki a henger nagyon szegény keverék, hanem közvetlenül a gyertyát, hogy nyújtson be egy gazdagabb, amely kigyullad. Megpróbáltuk, például az előkamrás motor, ez az ötlet rakták. A tényleges elért eredmények motorok üzemanyag-befecskendező: itt a stabil üzemmód keverékben az arány 22: 1, de még szegényebbé a keveréket még mindig nem volt lehetséges. Valóban, abban az esetben a hagyományos befecskendezés külső porlasztással - injektor befecskendezi üzemanyagot a szívócsőbe. És szállít a gazdagabb áramlását a keveréket a szikra csak akkor tudjuk miatt az áramlás iránya aerodinamikai módszerek, például egy bizonyos módon kavarognak. Most, ha a tüzelőanyag befecskendezése közvetlenül a hengerbe.
Benzinmotorok, közvetlen befecskendezéses megjelent egy hosszú idő, és használják a légi közlekedési ágazat a következő években a második világháború. Motorok a motoros járművek is kidolgozott, legalábbis hazánkban, az általuk tapasztalt, a késő 40-es. Azonban sokáig nem sikerül megbirkózni a súlyos hátrányokat közvetlen befecskendezés, különösen - „diesel” füstölgő a tápellátás állapotát. És a motor lesz elég drága, és ezért gazdaságtalan. És a közvetlen befecskendezés gyakorlatilag megszűnt, hogy részt vesz.
GDI eszköz
Valóban, ez a motor konstrukciója hasonló, és a hagyományos benzin és a gázolaj. Minden hengerben van még egy gyújtógyertyát. és a fúvóka. és a tüzelőanyag nagynyomású szivattyú szállított nyomás alatt 5 MPa (50 atm.). A fúvóka két különböző módok üzemanyag-befecskendezés. Ügyeljen arra, hogy a következő funkciókat. A szívócső a palack elérte a tetőpontot. Ez lehetővé teszi, hogy az eset a levegő áramlását, ami után érintkezik a dugattyú megfordul, és odarohan, csavaró jobbra (ez a szervezet lehetővé teszi a légáramlás optimális üzemanyag-koncentrációt közvetlenül körül a szikra). Közel egyenes áramlási vezeték mozog nagyon nagy sebességgel, és akkor is, ha a dugattyú elérte az alsó holtponton. További bizonyos mennyiségű levegőt áramoltat a henger a tehetetlenség.
Dugattyú szokatlan - vannak remek gömb alakú. Az alak a dugattyú rendelkezik három fontos funkciója van. Először is, ez lehetővé teszi, állítsa be a kívánt légáramlás irányát. Másodszor, ez irányítja a befecskendezett üzemanyag közvetlenül a gyújtógyertya, ami azért fontos, ha dolgozik, rendkívül szegény keverékek. Harmadszor, meg a terjedését a láng front.
Hogyan működik GDI
Három lehetséges üzemmód függően vezetési mód.
Ez az üzemmód a kis terhelés: egy csendes városi vezetés és az ország vezetői sebesség legfeljebb 120 km / h. Ebben az esetben, a betáplált tüzelőanyag a hengerbe lényegében egy dízelmotor - végén a sűrítési ütemben. Tüzelőanyagot fecskendezünk kompakt láng és keverési levegővel, küldött szferikus üreg a dugattyú. Ennek eredményeként a legtöbb dúsított üzemanyag felhő van közvetlenül a gyújtógyertya és meggyújtott biztonságosan, majd égő sovány. Ennek eredményeként, a motor stabilan működik akkor is, ha a teljes levegő-üzemanyag arány a hengerben 40: 1.
Ez az üzemmód az intenzív városi forgalomban, a nagy sebességű elővárosi vezetés és az előzés. Amikor sztöchiometrikus keveréke gyújtás nincs probléma. De mivel kívánatos lenne, hogy növeljék a tömörítési arányt. akkor válik fontossá, hogy megakadályozzák detonáció és előgyújtást. Az üzemanyag-befecskendező végezzük üzemciklusát. Tüzelőanyagot fecskendezünk kúpos fáklyát permetezzük a henger köré és elpárologtatjuk, hűti azt mondta, pneumatikus munkahenger. A hűtés csökkenti a valószínűségét detonációs és előgyújtást.
- És egy másik módja a végrehajtó rendszer GDI.
Ez lehetővé teszi, hogy növelje a motor nyomatéka abban az esetben, amikor a vezető kis fordulatszámon, élesen megnyomja a gázpedált. Amikor a motor jár kis sebességnél és hirtelen táplált dúsított keverék, nagyobb a valószínűsége, kopogás növekszik. Ezért az injekció végezzük két szakaszban történik. Egy kis mennyiségű üzemanyagot fecskendeznek a hengerbe üzemciklusát és a levegő hűti a hengerben. Amikor ez a henger megtelik szuper sovány (körülbelül 60: 1), ahol a detonációs folyamatot nem fordul elő. Ezután, a végén a sűrítési ütem, egy kompakt tüzelőanyag-sugár tápláljuk, amely lehetőséget nyújt a levegő-üzemanyag arány és a hengert a „gazdag” 12: 1. És a „képzés” idején detonáció már nem marad.
Tehát mi, a végén, poluchetsya kimenet? A tömörítési arány lehetne emelni 12-12,5, javított töltési levegővel. A motor működik folyamatosan, és egy nagyon szegény keverék. Eredmény: Összehasonlítva a „közönséges” GDI benzinmotor használ 10% -kal kevesebb üzemanyagot termel 10% -kal több energiát bocsát ki, 20% -kal kevesebb szén-dioxidot.