Система непосредственного впрыска топлива

Центральный впрыск и распределённый впрыск топливо подают во впускной коллектор, и горючая смесь перемешивается до камеры сгорания. В настоящий момент выпуск автомобилей с центральным впрыском прекращён. Поэтому более подробно рассмотрим систему непосредственного впрыска.

История появления систем непосредственного впрыска

Впервые эти системы впрыска были разработаны почти сто лет назад. Но, к сожалению, конструкция получилась очень дорогой в изготовлении, да и расход топлива был больше, чем на карбюраторных двигателях и поэтому к середине двадцатого века все разработки в этом направлении были прекращены. Возврат к работам по конструированию систем впрыска с непосредственной подачей бензина в цилиндры двигателя произошёл в девяностые годы прошлого века. В 1996 году Японская компания Mitsubishi выпустила первый серийный автомобиль с системой непосредственного впрыска топлива.

Преимущество систем непосредственного впрыска

Основным преимуществом этих систем является снижение расхода бензина, за счёт того, что двигатель заставляют работать на очень бедных по составу горючих смесях. А более экономичные по расходу топлива автомобили будут пользоваться у покупателей большей популярностью, что увеличивает на них спрос, принося прибыль той компании, которая их выпускает.

Вторым преимуществом систем непосредственного впрыска топлива является некоторое повышение мощности двигателя, за счёт увеличения степени сжатия в цилиндрах двигателя.

Третьим преимуществом является уменьшение вредных выбросов в отработавших газах, иными словами повышаются экологические стандарты автомобиля с таким двигателем. А как известно, сейчас экологические требования к выпуску автомобилей становятся всё более жёсткими.

Устройство систем питания с непосредственным впрыском топлива

Как и на всех автомобилях, топливо при помощи электрического бензонасоса, засасывается из топливного бака и проходит через топливный фильтр. Далее его путь лежит к насосу высокого давления, который подаёт его в рампу (иными словами трубопровод высокого давления) под давлением порядка 10 МПА, откуда топливо поступает к форсункам впрыска, расположенным на каждом цилиндре двигателя. Чтобы регулировать давление в рампе, в систему питания устанавливают предохранительный клапан и регулятор давления топлива. Управляет регулятором давления топлива датчик высокого давления. К верхней части топливного бака подсоединяется трубопровод, идущий к адсорберу. Для продувки адсорбера используется электромагнитный клапан. Управление всеми установленными в топливной системе электромагнитными клапанами ведётся через микропроцессор.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) механический, он получает крутящий момент от распределительного вала двигателя. Конструктивно ТНВД может быть одноплунжерным или многоплунжерным. Его задача поднять давление в системе питания до требуемых величин.

В головке блока цилиндров в каждую камеру сгорания под определённым углом вворачиваются электромагнитные форсунки, в обязанность которых входить производить впрыск бензина в цилиндр на такте сжатия. Причём распыл топлива может быть двояким: либо факелом в виде конуса, либо просто струёй. Это зависит от того, в каком режиме работает в данный момент двигатель.

В системах непосредственного впрыска топлива поршни в цилиндрах двигателя имеют на своём днище специфические выемки, предназначенные для того, чтобы воздух, находящийся в камере сгорания, крутился в виде вихря. Это позволяет направить горючую смесь непосредственно к свече зажигания, что облегчает её воспламенение.

Впускной коллектор на некоторых автомобилях подсоединяют к головке блока цилиндров не сбоку, а располагают его над камерой сгорания сверху, это позволяет подавать воздух с более высокой скоростью, что улучшает смесеобразование, а значит, увеличивает полноту сгорания топлива.

А как же действует система непосредственного впрыска топлива?

Применяя на бензиновых двигателях такую систему впрыска топлива, можно получить как минимум три вида смесеобразования. Первый - получение очень бедных смесей для движения автомобиля на постоянной скорости, без резких разгонов, что позволяет экономить бензин. Второй - получение стехиометрических смесей, которые образуются при резком наборе скорости, предположим для совершения обгона. В этом случае требуется высокая мощность двигателя и ему нужна смесь, которая хорошо горит. Третий вид смесеобразования необходим, когда двигатель работает на малых оборотах, а нам нужно, чтобы резко возросла мощность. При этом форсунка впрыскивает в цилиндр топливо дважды, на такте впуска и в конце такта сжатия.