Defectiuni la motor

Motor pe benzină cu injecție directă: Cum funcționează?

Petrol engine with direct fuel injection
Petrol engine with direct fuel injection
Publicat la
Tradus din original (sursă: autoride.co)

Un motor cu aprindere prin scânteie cu injecție directă de combustibil este un tip de motor cu ardere cu piston care, spre deosebire de un motor cu scânteie cu injecție de combustibil într-un singur punct sau în mai multe puncte sau metoda de preparare a amestecului cu carburator, nu arde doar un amestec omogen.

Combustibilul este injectat direct în cilindru în timpul cursei de admisie sau de compresie folosind supapele de injecție, atomizându-l și vaporizându-l înainte ca bujia să aprindă amestecul cu o scânteie.

Conţinut

Funcție motor pe benzină cu injecție directă

Un motor cu aprindere prin scânteie cu injecție directă de combustibil creează un amestec funcțional de combustibil și aer numai în camera de ardere, ceea ce înseamnă că este o creație internă a amestecului.

Cu această metodă de preparare a amestecului, nu există pierderi de condensare cauzate de condensarea combustibilului pe pereții conductei de admisie. De asemenea, momentul injecției de combustibil, precum și cantitatea de combustibil injectată, este foarte precis, datorită căruia se reduce consumul de combustibil.

În funcție de sarcină, rotații, temperatura motorului și alți parametri, motorul cu aprindere prin scânteie cu injecție directă funcționează în diferite moduri cu diferite compoziții de amestec:

  1. Mod cu amestec omogen
  2. Mod cu funcţionare omogenă şi amestec slab
  3. Mod cu funcţionare omogenă şi umplere stratificată
  4. Mod cu funcţionare omogenă şi protecţie împotriva lovirii motorului
  5. Mod amestec stratificat
  6. Mod cu amestecul stratificat și încălzirea convertorului catalitic

1. Mod cu amestec omogen

În acest mod, combustibilul este injectat deja în timpul cursei de admisie, datorită căruia se obține suficient timp pentru a crea un amestec uniform compus. În acest caz, este un amestec stoichiometric λ = 1, în care combustibilul este ars în întregime, în întreg volumul său.

În acest mod de motor pe benzină cu injecție directă, cursul arderii, consumul de combustibil, emisiile și alți parametri nu diferă foarte mult de un motor pe benzină cu injecție în mai multe puncte.

Acest mod este universal, indiferent de turația motorului, temperatură sau sarcină. Cu toate acestea, acest lucru ar priva motorul de avantajele umplerii stratificate, motiv pentru care acest mod este utilizat în principal la turații și sarcini mari ale motorului.

2. Mod cu funcționare omogenă și amestec slab

În acest mod, motorul pe benzină cu injecție directă realizează un consum de combustibil mai mic decât în ​​modul cu amestec omogen datorită unei eficiențe de umplere mai mare, deoarece supapa de accelerație este deschisă mai mult decât în ​​modul cu amestec omogen.

Compoziția amestecului în acest regim este 1 < λ < 2.

3. Mod cu operare omogenă și umplutură stratificată

În acest mod, raportul aer-combustibil atinge valoarea λ > 2, iar combustibilul este injectat de două ori. În timpul primei injecții, care are loc în timpul cursei de admisie, aproximativ un sfert din încărcarea combustibilului pe ciclu este livrat în camera de ardere, ceea ce creează un amestec omogen.

Restul combustibilului este injectat numai în timpul fazei de compresie, în timp ce sarcina sa este de a crea un amestec mai bogat care se aprinde bine în zona bujiei.

4. Mod cu funcționare omogenă și protecție împotriva detonării motorului

Acest mod este destinat în primul rând sarcinilor mari la turații scăzute ale motorului, atunci când motorul ar putea apărea detonații. În acest mod, injecția dublă de combustibil este din nou utilizată ca în modul anterior.

Un al doilea lot de combustibil este astfel injectat în timpul fazei de compresie, reducând temperatura și presiunea din camera de ardere, prevenind astfel arderea prin detonare.

5. Modul de amestecare stratificat

În acest mod, combustibilul este injectat în camera de ardere în timpul cursei de compresie, cu puțin timp înainte ca bujia să aprindă amestecul cu o scânteie.

Combustibilul nu are timp să se amestece bine cu aerul, iar motorul funcționează cu un amestec slab, în ​​care raportul aer-combustibil este λ > 1, dar există un amestec bine aprins în zona bujiei. , care este aprins de o scânteie.

În acest mod, recircularea gazelor de eșapament din ciclurile anterioare, furnizată de supapa EGR, este, de asemenea, utilizată intens.

Mai simplu spus, există un amestec bine aprins în zona bujiilor, iar în alte părți ale camerei de ardere, există un amestec slab de gaze de eșapament din ciclurile anterioare. Modul de amestec stratificat este mai potrivit pentru turații de motor mai mici până la medii.

6. Modul cu amestec stratificat și încălzire cu catalizator

Acest mod este utilizat numai pentru a încălzi convertizorul catalitic la temperatura de funcționare. Principiul de funcționare a motorului în acest mod este același ca în modul anterior, cu excepția unei diferențe.

În timpul expansiunii, în camera de ardere este injectat încă un combustibil, datorită căruia temperatura din țeava de eșapament crește și, astfel, și temperatura convertizorului catalitic.

Arderea amestecului stratificat

Pentru a asigura calitatea procesului de ardere cu un amestec stratificat, este necesară armonizarea formei camerei de ardere, a fundului pistonului, a locației reciproce a bujiei și a injectorului, dar și a vitezei fluxului de aer, direcția, forma și momentul potrivit de injectare a fasciculului de combustibil.

Prin urmare, arderea unui amestec stratificat poate fi împărțită în:

  • Arderea ghidată de un fascicul de combustibil - combustibilul trebuie injectat lângă bujie
  • Arderea ghidată de pereții camerei de ardere - combustibilul este injectat în curentul de aer , care, datorită formei adecvate a cilindrilor de perete și a fundului pistonului, va aduce amestecul de combustibil și aer la bujie la momentul potrivit.

Soluție de construcție pentru prepararea amestecului stratificat:

  1. Injectie directa cu bujii si injectoare apropiate
  2. Injectie directa cu bujii si injectoare la distanta

1. Injecție directă cu bujii{{REF_LINK}} și injectoare apropiate

În această soluție de proiectare de preparare a amestecului stratificat, se utilizează arderea ghidată de fascicul. Prin urmare, injectorul injectează combustibil în camera de ardere, în timp ce fasciculul de combustibil lovește direct zona electrozilor bujiilor.

Avantaje:

  • Stratificarea mare a amestecului datorată pulverizării în jurul lumânărilor, datorită căreia amestecul din jurul lor este întotdeauna suficient de bogat, dar în restul spațiului de ardere, există un amestec extrem de slab.

Dezavantaje:

  • Pregătirea amestecului durează puțin, ceea ce îi reduce calitatea
  • Dependența formei fasciculului de presiunea de compresie
  • Probleme la pornirea la rece a motorului
  • Cerințe mari la injectoare

2. Injectie directa cu bujii si injectoare la distanta

În această soluție structurală de preparare stratificată a amestecului, se utilizează arderea ghidată de pereții camerei de ardere.

Avantaje:

  • Timp mai mare de pregătire a amestecului, ceea ce îi mărește calitatea
  • Amestecare mai bună a combustibilului și aerului (stratificare mai mică)

Dezavantaje:

  • Stratificarea amestecului este ajutată de forma camerei de ardere
  • În cazul unor turbulențe mari în camera de ardere nu se realizează stratificarea necesară a amestecului

Avantajele motorului pe benzină cu injecție directă

  • Performanță mai mare a motorului
  • Consum mai mic de combustibil (15 până la 30%)
  • Dozare precisă a combustibilului

Dezavantajele motorului pe benzină cu injecție directă

  • Fiabilitate mai scăzută
  • Construcție mai pretențioasă
  • La arderea unui amestec neomogen se produc mai mulți oxizi de azot și particule solide.
Etichete: injecție directă injecție directă de combustibil motor pe benzină motor pe benzină cu injecție directă amestec omogen amestec stratificat