Время впрыска, фактор нагрузки и цикловое наполнение. » Motorhelp.ru диагностика и ремонт инжекторных двигателей

Способность двигателя преобразовывать команды водителя в изменение скорости движения автомобиля, является важнейшим свойством двигателя. Каким образом это достигается? Рассмотрим наиболее широко распространенный случай, когда водитель, управляет положением педали акселератора, физически связанной с дроссельной заслонкой. Как известно управление мощностью двигателя возможно путем изменения количества рабочей смеси поступающей в цилиндры двигателя. Количество подаваемого топлива в цилиндры регулируется временем открытого состояния форсунки (время впрыска). Для понимания процессов происходящих в двигателе приведу 3 примера.
1. Холостой ход. Скорость вращения двигателя 880 об/мин. Расход воздуха 9 кг/ч. Время впрыска 3,7 мс.

2. Автомобиль стоит на месте. Угол открытия дроссельной заслонки 8%. Скорость вращения двигателя 4700 об/мин. Расход воздуха 45 кг/час. Время впрыска 3,7 мс.

3. Автомобиль едет в гору. Угол открытия дроссельной заслонки 30%. Скорость вращения двигателя 3000 об/мин. Расход воздуха 120 кг/час Время впрыска 20 мс.
От чего зависит время впрыска? Почему в одном случае при высоких оборотах маленькое время впрыска, а в другом случае при более низких оборотах время впрыска в разы больше? Здесь все дело в количестве поступившего воздуха в цилиндры в расчете на один такт работы двигателя. Эту величину принято называть цикловым наполнением. В случае, когда к двигателю не приложена нагрузка, даже при больших оборотах во впускном коллекторе создается давление ниже атмосферного (разряжение, чтобы было понятно) величиной около 30 кПа. Когда двигатель работает под нагрузкой, дроссельная заслонка открыта на большую величину, соответственно давление во впускном коллекторе выше и наполняемость цилиндров свежим зарядом топливной смеси гораздо больше, соответственно время впрыска будет тоже больше.
Вот что пишет Гирявец по этому поводу:
Величина циклового наполнения Gвц [мг/цикл] характеризует количество воздуха поступившего в цилиндр двигателя в процессе впуска, является одним из первичных управляющих параметров, определяющим возможный характер протекания paбочего цикла. Цикловое наполнение можно определить как количество воздуха, поступившего в цилиндр двигателя из впускной системы в конкретном рабочем цикле или при yстановившемся положении режимной точки, пренебрегая неравномерностью распределения воздуха по цилиндрам двигателя, как долю одного цилиндра в общей массе воздуха Mgв поступившей в цилиндры двигателя за рабочий цикл, соотнесенную с тактностью работы двигателя:

Где:
Gbc — величина циклового наполнения.
Mgb — общая масса воздуха поступившей в цилиндры двигателя
i – тактность двигателя
n — частота вращения коленчатого вала двигателя [мин -1]

Блок управления двигателем рассчитывает цикловое наполнение (мг/такт) цилиндра воздухом из расчета общего количества воздуха, поступившего в двигатель в соответствии с оборотами коленчатого вала. После этого рассчитывается количество топлива (цикловая подача топлива, мг/такт), которая должна попасть в цилиндр через форсунку.

Некоторые блоки, такие как январь 5.1 и 7.2 показывают этот напрямую параметр, а другие отображают относительное наполнение (например Bosch 7.9.7) и пересчитывают в фактор нагрузки. Но суть остается одна – чем больше нагрузка приложена к двигателю, тем больше будет цикловое наполнение и соответственно время впрыска.

Современные системы впрыска топлива, такие как Bosch 7.9.7, при расчете времени впрыска топлива форсункой учитывают множество факторов, такие как температура охлаждающей жидкости и воздуха, адаптационные коррекции, нагрузка на двигатель и др. Схема расчета времени впрыска приведена на рисунке ниже.

Расчет параметров нагрузки на двигатель электронного блока управления Bosch 7.9.7 ведется по формуле, приведенной на рисунке ниже.

Относительное наполнение – это отношение действительного количества свежего заряда смеси, поступившего в цилиндр двигателя к тому его количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при атмосферном давлении и температуре.
Поскольку цикловое наполнение рассчитывается исходя из общей массы воздуха, поступившей в двигатель, далее мы рассмотрим какими методами можно измерить расход воздуха.

Если представить принцип работы двигателя как воздушного насоса, то будет проще понять, что самое главное в работе системы управления двигателем – это расчет количества воздуха поступившего в цилиндры. Именно на основании этих данных будет произведена дозированная подача топлива к поступившему во впускной коллектор воздуху, для того чтобы смесь как можно точнее соответствовала заданному составу.
Как измерить количество воздуха, поступившего в цилиндры двигателя?
Существуют несколько методов:
1. Дроссель – обороты. Зная количество оборотов двигателя и величину открытия дроссельной заслонки можно рассчитать количество воздуха, поступившего в двигатель. Этот метод не отличается точностью, поэтому системы впрыска данного типа обязательно оснащались обратной связью по датчику кислорода для коррекции состава смеси. Часто этот тип впрыска можно встретить на недорогих автомобилях концерна Volkswagen 80-90 гг. выпуска.
2. По датчику абсолютного давления (дад или map sensor). Зная величину разряжения (абсолютного давления) во впускном коллекторе также можно произвести расчет количества воздуха, поступившего в двигатель. Дад обязательно дополнялся датчиком температуры воздуха, так как плотность воздуха при различной температуре сильно отличается. Системы впрыска с дад нашли широкое распространение во всем мире из-за дешевизны и надежности. Для примера – почти все автомобили Daewoo работают по этому методу. Однако новые нормы экологичности стандарта Евро-4 и выше заставляют конструкторов автомобилей применять более точные методы расчета поступившего воздуха.
3. И этим методом является непосредственное измерение массы поступившего воздуха с помощью датчика массового расхода воздуха. Самый точный метод на сегодняшний день. Для примера можно привести автомобили ВАЗ, которые оснащаются этим датчиком.

Многие начинающие диагносты недооценивают важность показаний сканера по цикловому и относительному наполнению при диагностике двигателя. Далее рассмотрим какую полезную информацию несут в себе эти параметры.

Как правило, при возникновении каких –либо неисправностей, связанных с механикой двигателя, цикловое наполнение и нагрузка возрастают. Особенно это заметно на холостом ходу. Но прежде чем копать глубже, проверьте датчик массового расхода воздуха на предмет соответствия показаний норме, поскольку расчет циклового наполнения производится непосредственно с его показаний. При аварии датчика, Эбу берет данные по цикловому наполнению из таблицы, например такой:

Допустим вы заметили, что нагрузка на двигатель заметно больше, чем должно быть ( при условии отсутствия нагрузки от навесного оборудования, таких как кондиционер, генератор, гур и т.д.). Что в первую очередь надо проверить:
1. Пожалуй самая распространенная причина – смещение фаз газораспределения. Проверьте совпадение установочных меток.
2. Смещение угла опережения зажигания в более позднюю сторону. Проверьте задающий диск или отрегулируйте уоз для систем зажигания с трамблером.
3. Зажатые клапана (для двигателей с регулировкой зазоров клапанов).

Отмечу еще, что любая из перечисленных причин вызовет повышенный расход топлива, который напрямую связан с нагрузкой на двигатель.

О длительности впрыска. Открываем Америку: service_193 — LiveJournal

?

Categories:

• Авто
• Животные
• Финансы
• reacceptAll()»> Cancel

Все-таки любопытная штука — эта ваша система управления впрыском. Некоторые вещи осознаешь, как жираф, только через несколько лет ковыряний, и вообще случайно.
Вот достался мне тут один мультимарочный сканер на тест, начал смотреть на разных машинах всякое по заводскому протоколу. Ну, потому что по стандартному OBD я уже утомился смотреть, скучно.

Так вот, на Mitsubishi Outlander XL доступен по заводскому протоколу такой параметр, как длительность впрыска форсунок. Причем если на каких-то машинах доступно время впрыска каждой форсунки индивидуально, то здесь нет, только один параметр. Не знаю, как это соотносится с индивидуальным временем впрыска для каждой форсунки или хотя бы для каждого банка форсунок (там V6), но лямбда-зондов там точно по одному на каждый банк, а значит, хотя бы по банкам время впрыска индивидуальное.

Ну и вот. Искренне я думал до недавнего времени, что при увеличении оборотов и длительность впрыска увеличивается. Ну а чо, топлива же больше надо? Надо. Ну и вот.

И только посмотрев на этот график, стал кое-что осознавать:

Логично, в целом. Сколько оборотов ни дай — а воздуха в цилиндр не поместится больше, чем объем этого самого цилиндра. С турбомоторами ситуация, возможно, другая (кстати, надо найти на пробу), так как от оборотов зависит давление турбины, но это другой разговор. А с атмосферниками в целом логично, что форсунки льют столько же, чтобы сохранить стехиометрическое соотношение (14.7:1), просто делают это чаще.

А вот на мощностных режимах смесь намеренно переобогащается, чтобы машина ехала пободрее. Поэтому при резкой прогазовке на ХХ действительно длительность впрыска увеличивается, причем до каких-то немеряных величин:

Теперь список задач на ближайшее время — понять, как выглядит длительность впрыска под нагрузкой (при разгоне, при постоянной скорости), и на турбомоторе.

Что интересно — мне, в целом, хватает знаний, чтобы составить обоснование для наблюдаемого факта. Но вот предсказать поведение, исходя из знаний, пока получается не очень. Учитывая остальной мой жизненный и инженерный опыт, создается впечатление, что это проблема вообще всех инженерных вопросов.

Интересно, существует ли какой-нибудь открытый документ, описывающий такие вещи в подробностях? «Логика поведения систем управления впрыском. Скандалы, интриги, расследования» или что-то подобное?

Subscribe

• Как я был автоподборщиком

  Тут один коллега озаботился покупкой первого в своей жизни автомобиля. Попросил помочь. Я вспомнил пару случаев неудачной покупки, и понял, что…

• Гильзовка блока цилиндров

  Статья написана для компании «Механика». Оригинал здесь: https://mechanika.ru/blog/avtorskie-stati/avtorskie-stati_114.html Принципиально все…

• Opel Astra H. Замена прокладок теплообменника

  Эта статья опубликована в журнале «Кузов»: https://kuzov-media.ru/blog/evgeniy-bochkanov/opel-astra-h-zamena-prokladok-teploobmennika/…

Photo

Hint http://pics. livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

Руководство по времени впрыска — что это такое и как его отрегулировать

Возможно, вы уже слышали о времени впрыска раньше, но что это такое и как оно связано с вашим судовым двигателем? Вам вообще нужно беспокоиться, если ваш двигатель работает нормально?

Независимо от того, хотите ли вы увеличить мощность или ваш двигатель немного старше, чем вы хотели бы признать, регулировка момента впрыска может повлиять на всю систему. В этом руководстве мы обсудим, как работает этот процесс, преимущества внесения изменений в ваши двигатели Cummins или Detroit Diesel, а также как выполнить регулировку самостоятельно.

Время впрыска — что вам нужно знать

Внутренние компоненты судового двигателя сложны и зависят от точных движений, обеспечивающих эффективную и надежную мощность. Возможно, вы не понимаете всего, что происходит внутри системы, но если вы имеете представление о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, вы можете выполнить всестороннюю регулировку момента впрыска.

В двигателе внутреннего сгорания тепловая энергия переходит в механическую энергию. Создаваемая мощность приводит в движение поршни двигателя, следовательно, приводит в движение коленчатый вал, а затем и сам морской агрегат. Тепловая энергия поступает от сгоревшей топливно-воздушной смеси внутри цилиндра.

Головка цилиндра содержит клапаны системы, распределительные валы, возвратные пружины клапанов, тарелки клапанов и форсунки. Блок двигателя, соединенный ниже цилиндра, содержит коленчатый вал, шатун и поршень. Поршень движется внутри цилиндра от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке во время сгорания.

Есть несколько терминов, которые вам необходимо знать, чтобы понять, как поршень движется внутри цилиндра, в том числе:

– верхняя мертвая точка (ВМТ):  Верхняя мертвая точка — это когда поршень находится в верхней части цилиндра, максимально удаленной от коленчатого вала.

— Нижняя мертвая точка (НМТ):  Нижняя мертвая точка — это когда поршень находится ближе всего к коленчатому валу в самой нижней точке цилиндра.

— Перед верхней мертвой точкой (ВМТ): Перед верхней мертвой точкой — это точка непосредственно перед тем, как поршень достигает высшей точки цилиндра.

Процесс внутреннего сгорания

Процесс внутреннего сгорания генерирует энергию для движения поршней, что приводит к цепи событий, приводящих в движение двигатель.

В двигателе с впрыском топлива впускные клапаны выпускают воздух в цилиндр. Поршень движется вверх к ВМТ, сжимая воздух, и впускной и выпускной клапаны закрываются.

Дизельное топливо впрыскивается непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней точки. Топливно-воздушная смесь достигает своего максимального давления, когда поршень достигает ВМТ. Воздух под высоким давлением создает интенсивные температурные уровни, в результате чего дизельное топливо самопроизвольно воспламеняется.

Расширенные газы заставляют поршень вернуться в НМТ во время рабочего такта, каждый раз перемещая коленчатый вал. Затем газы выходят через выпускные клапаны в выхлопную трубу.

По мере того, как выхлоп выходит наружу, в цилиндр из впускных клапанов поступает больше воздуха, и процесс начинается сначала.

Что такое время впрыска?

Момент впрыска, также называемый моментом разлива, — это момент, когда дизельное топливо поступает в цилиндр во время фазы сгорания. Когда вы регулируете синхронизацию, вы можете изменить момент впрыска топлива двигателем, следовательно, изменить время сгорания.

Инжекторный насос часто приводится косвенно от коленчатого вала с помощью цепей, шестерен или зубчатого ремня, который также приводит в движение распределительный вал. Время работы насоса определяет, когда он будет впрыскивать топливо в цилиндр, когда поршень достигает точки ВМТ.

Производитель порекомендует время впрыска в соответствии с маркой и моделью вашего судового двигателя. Они устанавливают подходящее время при изготовлении двигателя, поэтому вы получаете максимально возможную мощность, не превышая установленных законом пределов выбросов.

Если вы хотите отрегулировать момент впрыска на любом дизельном судовом двигателе, его возраст не имеет значения. Однако то, как вы вносите коррективы, может различаться в зависимости от того, старое ли это устройство или только что сошедшее с конвейера.

Почему вам может понадобиться отрегулировать момент впрыска

Основная цель системы впрыска топлива — подача дизельного топлива в цилиндры двигателя, но то, как и когда подается топливо, может повлиять на работу двигателя, шум и выбросы.

Возможно опережение или замедление синхронизации двигателя. Увеличение времени работы двигателя приводит к тому, что процесс впрыска происходит раньше, чем это установлено производителем.

Напротив, замедление — это когда вы вносите изменения, поэтому топливо высвобождается по истечении рекомендованного времени. Хотя замедление менее распространено по сравнению с опережением, оно может решить проблему задержки или дымления в морском двигателе. Он также может поддерживать вопросы производительности и экономии топлива.

Выбор форсунок для двигателей Cummins

Причины для регулировки времени впрыска

Вы можете отрегулировать время впрыска, если срок службы вашего судового двигателя уже истек или он уже был отработан. Например, если вы установили новый ремень ГРМ или ТНВД, вам потребуется отрегулировать систему, чтобы она соответствовала заводским стандартам. Или вы можете настроить его в соответствии с вашими конкретными потребностями. Со временем синхронизация ТНВД замедляется, что приводит к таким проблемам, как:

– Затрудненный запуск

– Температура горячего двигателя

– Плохая экономия топлива

– Дым при запуске и ускорении может вернуться к исходным характеристикам или регулировкам.

Имейте в виду, что увеличение мощности вашего двигателя не всегда является правильным шагом. Иногда большая мощность может привести к чрезмерному дымлению выхлопа и задержке наддува. Это также может увеличить мощность вибрации двигателя и вызвать увеличение выбросов, что может не соответствовать стандартам EPA.

Удостоверьтесь, что вы смотрите на свой морской двигатель в целом и считаете ли это мудрым решением. Знайте, с чем может справиться ваше оборудование и что для этого требуется. Если вы не уверены, лучше всего работать с механиком, который знает все тонкости момента впрыска двигателя.

Преимущества регулировки систем синхронизации впрыска дизельного двигателя

Поскольку компонент синхронизации подает дизельное топливо под интенсивным давлением, детали и материалы могут выдерживать высокие уровни нагрузки и тепла. Благодаря высоким допускам система впрыска может хорошо работать при продолжительной работе двигателя. Время впрыска дизельного топлива также имеет более глубокий контроль.

Если объединить все его свойства, система синхронизации впрыска может составлять около 30 процентов от общих затрат на дизельный двигатель.

Если вы хотите улучшить синхронизацию впрыска топлива в ваших судовых устройствах, вы хотите убедиться, что двигатель полностью использует процесс впрыска топлива. Убедитесь, что правильное количество дизельного топлива высвобождается в нужное время в соответствии с вашими требованиями к мощности. Вам нужно контролировать как время впрыска, так и дозирование. Некоторые преимущества опережающего контроля опережения зажигания вашего двигателя включают в себя:

– Boosted engine power capabilities

– Higher peak cylinder pressure

– Lower exhaust temperatures

– Higher NOx emissions

– Повышенная топливная эффективность

Хотя производители устанавливают момент впрыска таким образом, чтобы сбалансировать выбросы и мощность, это не означает, что система судового двигателя настроена на максимальный потенциал. Вы можете увеличить синхронизацию вашего двигателя, чтобы увеличить мощность вашей машины, когда вы хотите работать на более высоких скоростях или буксировать больший вес.

Если вы хотите отрегулировать впрыск после достижения ВМТ, вы можете воспользоваться другими преимуществами, такими как предотвращение преждевременного сгорания, уменьшение дыма и устранение запаздывания.

Как это повлияет на мой морской двигатель?

Когда вы изменяете момент впрыска вашего судового двигателя, это влияет на многие компоненты.

Продвижение системы приведет к тому, что дизельное топливо будет впрыскиваться в цилиндр раньше, чем обычно, что также приведет к более быстрой фазе сгорания. Опережение синхронизации показывает количество градусов, на которое поршень достигает верхней мертвой точки и происходит зажигание.

Впрыск дизельного топлива до ВМТ означает, что топливно-воздушная смесь может полностью сгореть до того, как поршень достигнет верхней точки. Этот процесс создает максимальное давление в цилиндрах двигателя, позволяя выхлопным газам толкать поршень вниз с максимально возможной силой.

Если опережение слишком большое, это может привести к тому, что смесь будет давить на поршни, когда они движутся вверх, что приведет к их столкновению и повреждению двигателя. Это также известно как детонация.

Изменения, происходящие в вашей машине, зависят от типа судового двигателя и его возраста. Увеличение опережения зажигания на дизеле может повлиять на различные аспекты вашего двигателя, такие как:

— Долголетний двигатель

— Потребление топлива

— ТРИНГ

— . – Задержка впрыска

Задержка впрыска – это интервал времени от начала впрыска до начала сгорания, то есть он напрямую связан с синхронизацией. Период суспензии включает в себя как физические, так и химические интервалы, которые совпадают. Распад атомов, испарение и смешение топлива с воздухом замедляют процесс, как и реакция горения. Когда вы увеличиваете время, это уменьшает задержку впрыска, но когда вы замедляете впрыск, это увеличивает интервал.

Установка идеального момента впрыска имеет решающее значение для поддержания и повышения производительности вашего двигателя. Дизельное топливо, которое поступает в цилиндр слишком рано или слишком поздно, может привести к чрезмерным вибрациям или серьезному повреждению компонентов.

Как отрегулировать момент впрыска

То, как вы отрегулируете момент впрыска ТНВД, также зависит от типа вашего судового двигателя и его возраста. Перед выполнением каких-либо регулировок убедитесь, что трос холодного пуска вставлен, а ремень привода распределительного вала правильно натянут.

Вот некоторые из наиболее распространенных способов опережения синхронизации:

1. Запрограммируйте ECM

Модуль управления двигателем — это компьютер, который анализирует информацию для управления работой вашего катера. Это почти как мозг морского двигателя.

Модуль управления двигателем легче настроить в новых двигателях по сравнению со старыми версиями. Если вы знаете, как программировать ECM, вы на шаг впереди. Но если нет, вы можете положиться на механика, который доберется до EMC и подключит инструмент Flash, который перепрограммирует компьютерную систему. Для более старых компонентов есть другие части, которые вы можете изменить, чтобы изменить синхронизацию.

2. Модификация ТНВД

Один из наиболее простых способов изменить синхронизацию — отрегулировать ТНВД. Все, что вам нужно сделать, это повернуть насос с помощью отвертки и торцевого ключа — стандартных инструментов, которые вы можете найти в своем гараже или ящике для инструментов. Вы должны убедиться, что вы точно измеряете регулировку синхронизации с помощью таймера или датчика для чтения.

Любое незначительное движение насоса приведет к значительным изменениям синхронизации. Избегайте радикальных корректировок и придерживайтесь незначительных изменений для правильных модификаций.

Если вы решили заменить ТНВД, вам необходимо:

1. С помощью торцевого ключа на переднем болте распределительного вала вручную поверните двигатель по часовой стрелке, пока первый цилиндр не окажется в ВМТ.

2. Впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты, а метка ВМТ должна быть совмещена.

3. Установите циферблатный индикатор, удалив заглушку для проверки синхронизации, и убедитесь, что он показывает предварительную нагрузку около 2,5 мм.

4. Поверните коленчатый вал против часовой стрелки, пока индикатор не остановится, затем обнулите циферблат.

5. Провернуть коленчатый вал по часовой стрелке, остановившись в ВМТ.

6. Если показания манометра находятся в пределах значений, указанных производителем, вы можете увеличить или уменьшить время или оставить все как есть.

7. Ослабьте впрыскивающий насос, чтобы дизельное топливо быстрее поступало в цилиндры, и наоборот, для замедления.

8. Установив его в нужное положение, затяните крепежные болты.

9. Проверните судовой двигатель на несколько оборотов и повторите процедуру, чтобы убедиться, что вы правильно отрегулировали.

10. Снимите индикатор.

11. ut на заглушке проверки фаз газораспределения.

12. Запустите двигатель, проверив наличие утечек.

Поскольку усовершенствование вашей системы синхронизации впрыска зависит от ваших конкретных запросов и ситуаций, часто лучше полагаться на экспертов по дизельным судовым двигателям. Они укажут вам правильное направление, насколько нужно изменить время, чтобы оно соответствовало вашей машине.

3. Замените распределительный вал

Вы можете заменить оригинальный распределительный вал двигателя на кулачки другого размера и формы. Это изменение позволяет вносить изменения при срабатывании клапанов и форсунок. Возможно, вам придется работать с опытным механиком или техником, потому что в этот процесс входит приличное количество математических расчетов.

4. Замена прокладок и толкателей кулачка

Один из более дешевых вариантов — приобрести новые прокладки и толкатели. Изменение любой из шестерен может привести к таким же регулировкам, как и при замене распределительного вала. Установка более толстых или более тонких прокладок повлияет на кулачки и толкатели, когда они соприкасаются. Таким образом, компоненты могут влиять на срабатывание клапанного механизма.

Момент впрыска можно проверить, измерив ход насоса форсунки в ВМТ с помощью циферблатного индикатора.

Найдите все, что вам нужно, в одном месте

Благодаря 28-летнему опыту работы в отрасли компания Diesel Pro Power прилагает все усилия, чтобы вы были в авангарде своей деятельности. Мы поставляем все детали судовых двигателей и держим их на складе 24/7 для удобной доставки по всему миру. Наши специалисты предлагают комплексные решения и стремятся упростить весь процесс покупки с помощью удобного и быстрого эргономичного веб-сайта.

Просмотрите наш ассортимент компонентов судовых двигателей или свяжитесь с нашей интуитивно понятной службой поддержки клиентов, позвонив нам по телефону 1-888-433-4735.

Впрыск топлива для чистых дизельных двигателей

Впрыск топлива для чистых дизельных двигателей

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Форсунки дизельного топлива
• Отложения на форсунке

Abstract : Системы впрыска дизельного топлива играют ключевую роль в снижении выбросов для соответствия будущим стандартам выбросов, а также в достижении других рабочих параметров, включая экономию топлива и шум при сгорании. В дополнение к регулировке момента впрыска и давления впрыска регулирование скорости может улучшить выбросы, шум и крутящий момент. Многократное впрыскивание, в том числе предварительное впрыскивание, последующее впрыскивание и последующее впрыскивание, широко используются для контроля выбросов ТЧ и NOx, шума и управления последующей очисткой.

• Введение
• Время впрыска
• Давление впрыска
• Формирование скорости
• Множественные инъекции
  • Обзор
  • Пилотный впрыск
  • Пост-инъекции
  • После инъекций

Введение

Как видно из предыдущих разделов о впрыске дизельного топлива, системы впрыска дизельного топлива претерпели кардинальные изменения, начиная с конца 90-х годов 90-го века. 0317 век. Системы впрыска P-L-N, характерные для дизельных двигателей 1920-х годов, практически исчезли из дизельных двигателей, предназначенных для самых передовых рынков. Эта эволюция была почти полностью обусловлена ​​необходимостью снизить выбросы выхлопных газов до уровней, которые были невозможны даже в 1990-х годах. Эти усовершенствования в оборудовании системы впрыска топлива позволили реализовать такие функции, как:

• полностью гибкая синхронизация впрыска,
• более высокое давление впрыска топлива и возможность регулировать давление топлива в зависимости от частоты вращения/нагрузки двигателя в соответствии с конкретными условиями работы двигателя,
• адаптация скорости впрыска в течение одного события впрыска и
• события множественной инъекции.

Хотя эти функции в основном обусловлены необходимостью снижения выбросов, во многих случаях их также можно использовать для снижения шума, увеличения удельной мощности и управления температурой выхлопных газов для повышения производительности систем доочистки, которые можно использовать для дальнейшего снижения выбросов. выбросы выхлопных газов.

Время впрыска

Контроль выбросов NOx. Регулировка момента впрыска является одним из основных средств снижения выбросов NOx. Механические системы впрыска топлива были первыми, в которых использовалась система регулирования времени впрыска. Однако по мере того, как электроника становится все более распространенной в управлении дизельными двигателями, форсунки с электронным управлением стали предпочтительным средством достижения регулируемого момента впрыска и предложили беспрецедентную гибкость в настройках времени впрыска. Механизмы снижения содержания NOx за счет замедления времени впрыска обсуждаются в другом месте.

Хотя сокращение NOx за счет замедления времени впрыска может быть эффективным, могут быть значительные компромиссы с точки зрения расхода топлива и выбросов твердых частиц. Во многих случаях эти компромиссы приходится решать за счет дополнительных усовершенствований конструкции двигателя. Одним из ранних подходов к уменьшению штрафа за экономию топлива, связанного с замедлением времени впрыска, было уменьшение задержки воспламенения за счет использования высокой степени сжатия и более высокого давления впрыска [685] . Дополнительные меры, такие как снижение расхода масла, увеличение давления наддувочного воздуха, увеличение давления впрыска, уменьшение размера отверстия сопла форсунки, снижение потерь на трение в двигателе, снижение температуры впускного коллектора и т. д., также могут быть приняты для контроля расхода топлива и Выбросы ТЧ увеличиваются.

До внедрения систем впрыска с электронным управлением время впрыска топлива обычно фиксировалось на постоянном значении по всей карте работы двигателя. Однако иногда использовались системы изменения времени впрыска для дополнительной гибкости и компенсации недостатков в работе двигателя. Некоторые системы PLN включают в себя механизм изменения времени для компенсации изменений задержки зажигания в зависимости от частоты вращения двигателя, чтобы поддерживать более постоянную и оптимальную фазу сгорания. В других случаях фиксированное время впрыска, необходимое для обеспечения соответствия выбросам NOx в течение сертификационного цикла, может привести к избытку углеводородов при малой нагрузке, дыму при ускорении, холодному дыму и неровностям холостого хода, которые можно преодолеть, опережая время впрыска при малых нагрузках только с незначительное увеличение выбросов NOx в рабочем цикле.

В период с 1987 по 1998 год, когда замедление времени впрыска с электронным управлением было основным средством сокращения выбросов NOx, одно из них означает, что многие североамериканские производители двигателей обычно использовали для компенсации штрафов за расход топлива, связанных с замедленным временем впрыска топлива, стратегию двойного отображения в двигателях с электронным управлением. . При таком подходе в переходных режимах, например, во время циклов сертификационных испытаний на выбросы, использовалась настройка номинального времени впрыска, обеспечивающая соблюдение нормативных требований по выбросам NOx. Однако, когда было установлено, что транспортное средство находится в крейсерском режиме, время впрыска было увеличено для улучшения экономии топлива. Это обеспечило значительное улучшение топливной экономичности в крейсерских условиях шоссе, с которыми обычно сталкиваются большегрузные автомобили, но также значительно увеличило выбросы NOx.

Время впрыска само по себе ограничено в своей способности снижать выбросы NOx. В дополнение к уже рассмотренным компромиссам. Выбросы NOx могут снова начать увеличиваться, если синхронизация достаточно запаздывает или двигатель может начать давать пропуски зажигания [2138] [2145] [2135] . Это устанавливает практический нижний предел около 4 г/кВтч NOx, который может быть достигнут с задержкой момента впрыска [2139] . Дальнейшее сокращение выбросов NOx потребовало дополнительных мер, таких как регулирование скорости впрыска, предварительный впрыск, управление синхронизацией впускных клапанов, рециркуляция отработавших газов и последующая обработка NOx. Хотя замедление времени впрыска больше не является основным средством контроля выбросов NOx, оно по-прежнему является важным инструментом, который можно использовать в сочетании с другими мерами контроля для обеспечения соблюдения нормативных предельных значений NOx.

Термическое управление. С внедрением высокоэффективной системы нейтрализации NOx замедление времени впрыска стало менее важным для контроля выбросов NOx. Тем не менее, это важный инструмент, который можно использовать для увеличения энтальпии и температуры выхлопных газов для управления тепловым режимом систем доочистки выхлопных газов. Это особенно полезно при холодном пуске до того, как температура последующей обработки станет достаточно высокой, чтобы обеспечить значительное снижение выбросов. Более низкие выбросы NOx, связанные с замедленным моментом впрыска, особенно важны в этих условиях для ограничения общих выбросов за ездовой цикл.

На рис. 1 показано влияние задержки впрыска на температуру на выходе из турбины турбонагнетателя для дизельного двигателя малой мощности, работающего при низкой нагрузке, характерной для цикла NEDC. При такой легкой нагрузке температура выхлопных газов может быть повышена до 235°C как для холодной, так и для теплой температуры охлаждающей жидкости. Это соответствует увеличению примерно на 45°C при температуре охлаждающей жидкости 30°C и примерно на 25°C при температуре охлаждающей жидкости 90°C. Следует отметить, что скорость рециркуляции отработавших газов в этом примере снижена при замедленном впрыске, чтобы поддерживать постоянные выбросы NOx [4852] .

Рисунок 1 . Влияние момента основного впрыска на температуру на выходе из турбины низкого давления

Холодная (30°C) и теплая (90°C) температура охлаждающей жидкости; 2000 об/мин, BMEP 2 бар, давление на входе 1,2 бар; 60 ppm NOx
Дизельный двигатель 1,5 л с прямым впрыском, 140 кВт/380 Нм, выбросы Euro 6/EPA Tier 2 Bin 5; двухступенчатая система турбонаддува.

Хотя основной причиной повышения температуры отработавших газов является увеличение потерь отработавших газов из-за более поздней фазы сгорания, несколько других факторов также способствуют повышению температуры отработавших газов. Замедленное сгорание снижает эффективность двигателя и, следовательно, требует сжигания большего количества топлива для создания того же тормозного момента, который будет способствовать более высокой температуре выхлопных газов.