Непрямая инъекция

редактировать

Непрямая инъекция в i Двигатель внутреннего сгорания - это впрыск топлива, когда топливо не впрыскивается напрямую в камеру сгорания . В последнее десятилетие бензиновые двигатели, оборудованные системами непрямого впрыска, в которых топливная форсунка подает топливо в некоторый момент до впускного клапана, в основном выходили из строя. благосклонности к прямой впрыск. Однако некоторые производители, такие как Volkswagen, Toyota и Ford, разработали систему «двойного впрыска», в которой непосредственные форсунки сочетаются с портовыми (непрямыми) форсунками, объединяя преимущества обоих типов впрыска топлива. Прямой впрыск позволяет точно дозировать топливо в камеру сгорания под высоким давлением, что может привести к большей мощности и топливной эффективности. Проблема с прямым впрыском заключается в том, что он обычно приводит к большему количеству твердых частиц, и, когда топливо больше не контактирует с впускными клапанами, со временем на впускных клапанах может накапливаться углерод. Добавление непрямого впрыска обеспечивает распыление топлива на впускные клапаны, уменьшая или устраняя накопление углерода на впускных клапанах, а в условиях низкой нагрузки косвенный впрыск позволяет улучшить смешивание топлива с воздухом. Эта система в основном используется в моделях с более высокой стоимостью из-за дополнительных затрат и сложности.

Портовый впрыск относится к разбрызгиванию топлива на заднюю часть впускного отверстия, что ускоряет его испарение.

Непрямой впрыск дизельный двигатель подает топливо в Камера за пределами камеры сгорания, называемая форкамерой, где начинается горение, а затем распространяется в основную камеру сгорания. Форкамера тщательно спроектирована для обеспечения адекватного смешивания распыленного топлива с нагретым сжатым воздухом.

Содержание

  • 1 Бензиновые двигатели
  • 2 Дизельные двигатели
    • 2.1 Обзор
    • 2.2 Галерея
    • 2.3 Классификация камер непрямого сгорания
      • 2.3.1 Вихревая камера
      • 2.3.2 Предварительное сгорание камера
      • 2.3.3 Камера воздушной камеры
    • 2.4 Преимущества камер сгорания с косвенным впрыском
    • 2.5 Недостатки
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки

Бензиновые двигатели

Преимущество Сравнение бензиновых двигателей с непрямым впрыском и бензиновых двигателей с прямым впрыском заключается в том, что отложения на впускных клапанах системы вентиляции картера омываются топливом.

Дизельные двигатели

Обзор

Назначение разделенной камеры сгорания - ускорить процесс сгорания, чтобы увеличить выходную мощность за счет увеличения частоты вращения двигателя. Однако добавление форкамеры увеличивает теплопотери в систему охлаждения и тем самым снижает эффективность двигателя. Для запуска двигателя требуется свечи накаливания. В системе непрямого впрыска воздух движется быстро, смешивая топливо и воздух. Это упрощает конструкцию инжектора и позволяет использовать двигатели меньшего размера и конструкции с меньшими допусками, которые проще в производстве и более надежны. Прямой впрыск, напротив, использует медленно движущийся воздух и быстро движущееся топливо; как конструкция, так и изготовление форсунок сложнее. Оптимизация воздушного потока в цилиндре намного сложнее, чем проектирование форкамеры. Между конструкцией инжектора и двигателя гораздо больше интеграции. Именно по этой причине почти все автомобильные дизельные двигатели использовали непрямой впрыск, пока доступность мощных систем моделирования CFD не сделала практическим внедрение прямого впрыска.

Галерея

Головка блока цилиндров небольшого дизельного двигателя Kubota с непрямым впрыском.

Классификация камер непрямого сгорания

Вихревая камера

Состоит из сферической камеры, расположенной в головке блока цилиндров и отделенной от цилиндра двигателя тангенциальным горлом. Около 50% воздуха попадает в вихревую камеру во время такта сжатия двигателя, создавая завихрение. После сгорания продукты возвращаются через то же горло в главный цилиндр с гораздо большей скоростью. Таким образом, происходит большая потеря тепла стенками прохода. Этот тип камеры находит применение в двигателях, в которых контроль топлива и стабильность двигателя более важны, чем экономия топлива. Это камеры Рикардо, названные в честь изобретателя сэра Гарри Рикардо.

Предварительная камера сгорания

Эта камера расположена в головке блока цилиндров и соединена с цилиндром двигателя небольшими отверстиями. Он занимает 40% от общего объема цилиндра. Во время такта сжатия воздух из главного цилиндра попадает в камеру предварительного сгорания. В этот момент топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания и начинается горение. Давление увеличивается, и капли топлива выталкиваются через небольшие отверстия в главный цилиндр, что приводит к очень хорошему смешиванию топлива и воздуха. Основная часть сгорания происходит в главном цилиндре. Этот тип камеры сгорания может работать с несколькими видами топлива, поскольку температура форкамеры приводит к испарению топлива до того, как произойдет основное сгорание.

Камера с воздушным элементом

Воздушный элемент представляет собой небольшую цилиндрическую камеру с дыра в одном конце. Он установлен более или менее соосно с инжектором, указанная ось параллельна головке поршня, при этом инжектор работает через небольшую полость, которая открыта для цилиндра, в отверстие в конце воздушной камеры. Воздушный отсек установлен так, чтобы минимизировать тепловой контакт с массой головы. Используется игольчатый инжектор с узкой формой распыления. В верхней мертвой точке (ВМТ) большая часть массы заряда содержится в полости и воздушной ячейке.

При срабатывании форсунки струя топлива попадает в воздушную ячейку и воспламеняется. Это приводит к тому, что струя пламени вылетает из воздушной ячейки прямо в струю топлива, все еще выходящую из инжектора. Тепло и турбулентность обеспечивают отличные свойства испарения и смешивания топлива. Кроме того, поскольку большая часть сгорания происходит за пределами воздушной камеры в полости, которая сообщается непосредственно с цилиндром, при передаче горящего заряда в цилиндр возникают меньшие потери тепла.

Впрыск с воздушной камерой можно рассматривать как компромисс между непрямым и прямым впрыском, что дает некоторые преимущества эффективности прямого впрыска при сохранении простоты и легкости разработки непрямого впрыска.

Воздушная камера Камеры обычно называют воздушными камерами Ланова. Система сгорания Lanova была разработана компанией Lanova, которая была основана в 1929 году Францем Лангом, Готтардом Вилихом и Альбертом Величем.

В США систему Lanova использовала Mack Trucks. Примером может служить дизельный двигатель Mack-Lanova ED, установленный на грузовике Mack NR.

Преимущества камер сгорания с косвенным впрыском

  • Могут производиться дизели меньшего размера.
  • Требуемое давление впрыска низкое, поэтому инжектор дешевле производить.
  • Впрыск направление имеет меньшее значение.
  • Непрямой впрыск намного проще спроектировать и произвести; требуется меньшая разработка инжектора, а давление впрыска низкое (1500 фунтов на квадратный дюйм / 100 бар против 5000 фунтов на квадратный дюйм / 345 бар и выше для прямого впрыска)
  • Более низкие напряжения, которые непрямой впрыск оказывает на внутренние компоненты, означают, что это возможно производить бензин и дизельные версии с непрямым впрыском одного и того же базового двигателя. В лучшем случае такие типы различаются только головкой блока цилиндров и необходимостью установки распределителя и свечей зажигания в бензиновой версии при установке ТНВД и <36.>Форсунки к дизелю. Примеры включают двигатели BMC A-Series и B-Series и Land Rover 2,25 / 2,5- литрового 4-цилиндрового типа. Такие конструкции позволяют создавать бензиновые и дизельные версии одного и того же транспортного средства с минимальными изменениями конструкции между ними.
  • Могут быть достигнуты более высокие обороты двигателя, поскольку горение продолжается в форкамере.
  • Альтернативные виды топлива, такие как биодизель и отработанное растительное масло с меньшей вероятностью засорят топливную систему в дизельном двигателе с непрямым впрыском. В двигателях с прямым впрыском мусор от предыдущего использования в пищевой промышленности может засорить форсунки при использовании отработанного растительного масла.

Недостатки

  • Топливная эффективность ниже, чем при прямом впрыске, из-за потерь тепла из-за больших открытые участки и потеря давления из-за движения воздуха через горло. Это несколько компенсируется непрямым впрыском, имеющим гораздо более высокую степень сжатия и обычно не имеющим выхлопного оборудования.
  • Свечи накаливания необходимы для запуска холодного двигателя на дизельных двигателях.
  • Поскольку тепло и давление сгорания прикладывается к одной конкретной точке на поршне , когда он выходит из камеры предварительного сгорания или вихревой камеры, такие двигатели менее подходят для высоких удельной мощности выходов (например, турбонаддув или тюнинг), чем дизели с прямым впрыском. Повышенная температура и давление на одну часть головки поршня вызывает неравномерное расширение, которое может привести к растрескиванию, деформации или другим повреждениям из-за неправильного использования; Использование «пусковой жидкости» (эфира) не рекомендуется в свечах накаливания и системах непрямого впрыска, поскольку может произойти взрывной удар, что приведет к повреждению двигателя.

См. также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-24 14:06:37
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте