Система управления топливом компании Saab

Рециркуляция большей доли выхлопных газов в технологическом процессе сгорания расход топлива уменьшается на 10%. Благодаря этому, выброс сокращается до значения, находящегося ниже уровня, согласно требованию инструкции американского снижения эмиссии ULEV2 и инструкции ЕВРО 4 европейской. Данная технология практически вдвое сокращает выброс в атмосферу углеводорода и окиси углерода, а выброс окиси азота сокращает до 75%.

Разработанная система SCC совершенно отличается от стандартной системы прямого впрыска. Она обладает большим преимуществом и соблюдает идеальное отношение 14,7:1 топливной смеси. Техническая поддержка данного отношения необходима для работы в нормальном режиме обычного каталитического конвертера с 3 реакциями.

Значимые аспекты системы SCC

1. Поддерживаемое воздушной струей впрыскивание топлива проходит непосредственно с генератором турбулентности, в котором свеча и инжектор соединены в один узел, который именуется «инжектор со свечой» (SPI - spark plug injection). Впрыскивание топлива производится с помощью сжатого воздуха сразу в цилиндр. Другая струя воздуха производит в цилиндре турбулентность перед моментом возгорания топлива. Этот метод способствует поддержке процесса горения и сокращает период сгорания;
2. Используются измененные кулачки при измененном времени работы клапанов, чтобы система SCC могла изменять время закрытия и открытия клапанов выпуска и впуска. Это дает возможность смешивать воздушно–топливную смесь с выхлопным газом в цилиндре. Ключевым аспектом является польза от прямого впрыскивания с одновременным удерживанием лямбда–показателя, который равняется единице, в большей части условий эксплуатации агрегата. Точность процента рециркуляции выхлопных газов напрямую зависит от режима работы мотора. Из-за выхлопных газов в момент сгорания объем цилиндра может составлять 70%;
3. Диапазон изменения между переменным промежутком свечи зажигания с наибольшей энергией искры и интервалом свечи зажигания колеблется до 3,5 мм. Создание искры происходит между подвижным нейтральным электродом SPI и неподвижным стационарным земляным электродом с интервалом в 3,5 мм или не имеющего потенциала земли поршнем. Высокая энергия искры, которая составляет 80 мДж, необходима для воспламенения смешанной с 70% выхлопных газов воздушно–топливной смеси.

Процесс SCC с рабочего такта (такт расширения)

1. Такт расширения или рабочий такт производится привычным способом – увеличивается давление в цилиндре за счет горения воздушно–топливной смеси и производит движение поршня вниз.
2. Выпускные клапаны открываются и большая часть выхлопных газов выводится через выхлопные патрубки, когда поршень достигает конечного рабочего хода. Движением поршня в верхнюю часть на такте выпуска выводятся оставшиеся выхлопные газы.
3. Как только поршень достигает вверху мертвой точки, топливная смесь вводится в цилиндр через SPI, в это же время открываются и выпускные клапаны. Выхлопные газы смешиваются с топливной смесью, через клапаны выпуска и впуска выводятся из цилиндра.
4. Впускные и выпускные клапаны в начале такта открыты, а смесь топлива и выхлопных газов всасывается обратно в цилиндр из выпускного коллектора.
5. Поршень опускается вниз, закрываются выпускные клапаны, а клапан впуска остается открытым. Смесь топлива и выхлопов, вошедшая во впускной коллектор, затягивается в цилиндр.
6. Вся смесь топлива и выхлопных газов втягивается обратно в цилиндр, когда поршень подходит к нижней мертвой точке и к концу такта впуска засасывается только воздух в цилиндр.
7. Во время течения такта, когда поршень проходит вверх, впускные клапаны закрыты, а смесь топлива, выхлопных газов и воздуха сжимается. На половине хода такта сжатия система SPI в цилиндр подает сильную струю воздуха, которая перемешивает смесь, тем самым облегчает и сокращает время сгорания.
8. Перед тем, как поршень доходит до верха мертвой точки, искра, исходящая от электрода SPI поджигает смесь, тем самым начиная последующий такт расширения.

Каталитический конвектор является важным элементом контроля выхлопной эмиссии. Он способен преобразовать до 99% вредных составных выхлопных газов.

Каталитический конвектор с 3 реакциями не влияет на эмиссию углекислого газа, что прямо пропорционально расходу топлива.

Прямой впрыск топлива - это замечательный способ снижения потребления топливной смеси. Дозированное количество топливной смеси непосредственно вводится в цилиндр и возможно точнее управлять его потреблением. Правда, гореть будет только область вокруг свечи, так как оставшаяся часть объема цилиндра наполнена воздухом.

Системы стандартного прямого впрыскивания уменьшают расход топливной смеси и приводят к большому уровню выброса окисей азота и выхлопных газов и для стандартного каталитического конвертера с 3 реакциями не подходят. Для этого следует применять каталитический специальный конвектор с «ловушкой азотистых окислов», он содержит благородные металлы и стоимость его выше.

Данные конвектора чувствительны к температуре и нуждаются в охлаждении при полной нагрузке, что зачастую производит дополнительное впрыскивание топливной смеси. Для восстановления улавливателя NOx, когда он «переполнен», необходимо, чтобы агрегат поработал некоторое время на богатой топливной смеси.

Во время работы двигателя с низкой нагрузкой при практически закрытом дроссельном клапане система SCC сокращает насосные потери. При этих условиях во время такта поршень в цилиндре отчасти работает в частичном вакууме. Необходимая дополнительная энергия толкать поршень вниз увеличивает расход топлива.

SCC цилиндр в агрегате питается в конкретном отрезке времени необходимым количеством топлива и воздуха, а оставшаяся часть цилиндра остается, заполненной выхлопами. Поршень не втягивает добавочный воздух и вследствие этого уменьшаются насосные потери. От 60 до 70% объем сгорания камеры составляют выхлопы, а от 29 до 39% воздух, доля топлива занимает 1% объема. В случае, если двигатель работает с такой маленькой нагрузкой, потребляется и высокая пропорция выхлопов.

Искра зажигается от инжекторного центрального электрода при низких нагрузках агрегата на стационарный земляной электрод с интервалом 3,5 мм. При более высоких нагрузках искра задерживается и проскакивает позднее. При этих условиях плотность в камере газа очень высокая, для того чтобы искра пробила 3,5 мм. Для этого используется на поршне выступ в качестве земли и искра проходит на электрод поршня, когда промежуток становиться меньше 3,5 мм.

Сегодня система сгорания от компании Saab эксплуатируется с высокой эффективностью. Продолжаются работы по улучшению системы.