Chwistrelliad tanwydd mewn peiriannau petrol. Manteision, anfanteision a phroblemau posibl

Mae'r math o system chwistrellu yn pennu paramedrau injan a chostau gweithredu. Mae'n effeithio ar ddeinameg, defnydd o danwydd, allyriadau nwyon llosg a chostau cynnal a chadw y car.

Mae hanes cymhwyso chwistrelliad gasoline yn ymarferol mewn injan hylosgi mewnol mewn cludiant yn dyddio'n ôl i'r cyfnod cyn y Rhyfel Byd Cyntaf. Hyd yn oed wedyn, roedd hedfan ar frys yn chwilio am atebion newydd a allai wella effeithlonrwydd peiriannau a goresgyn problemau gyda phŵer mewn gwahanol safleoedd o'r awyren. Bu chwistrelliad tanwydd, a ymddangosodd gyntaf yn injan awyren V8 Ffrainc ym 1903, yn ddefnyddiol. Nid tan 1930 y daeth y Mercedes 1951 SL a chwistrellwyd â thanwydd i ben, a oedd yn cael ei ystyried yn gyffredinol fel rhagflaenydd yn y maes. Fodd bynnag, yn y fersiwn chwaraeon, hwn oedd y car cyntaf gyda chwistrelliad petrol uniongyrchol.

Defnyddiwyd chwistrelliad tanwydd electronig gyntaf yn y 300 mewn injan Chrysler ym 1958. Dechreuodd chwistrelliad petrol aml-bwynt ymddangos ar geir yn yr 1981au, ond fe'i defnyddiwyd yn bennaf mewn modelau moethus. Roedd pympiau trydan pwysedd uchel eisoes yn cael eu defnyddio i sicrhau pwysau priodol, ond roedd rheolaeth yn dal i fod yn gyfrifoldeb y mecanyddion, a oedd dim ond wedi pylu i ebargofiant yn 600 pan ddaeth cynhyrchiad Mercedes i ben. Roedd systemau chwistrellu yn dal yn ddrud ac nid oeddent yn newid i geir rhad a phoblogaidd. Ond pan ddaeth yn angenrheidiol yn y XNUMXs i osod trawsnewidwyr catalytig ar bob car, waeth beth fo'u dosbarth, roedd yn rhaid datblygu math rhatach o chwistrelliad.

Roedd presenoldeb catalydd yn gofyn am reolaeth fwy manwl gywir ar gyfansoddiad y cymysgedd nag y gallai carburetoriaid ei ddarparu. Felly ei greu un pwynt pigiad, fersiwn prin o "aml-bwynt", ond yn ddigonol ar gyfer anghenion ceir rhad. Ers diwedd y nawdegau, dechreuodd ddiflannu o'r farchnad, wedi'i ddisodli gan chwistrellwyr aml-bwynt, sef y system danwydd fwyaf poblogaidd mewn peiriannau modurol ar hyn o bryd. Ym 1996, gwnaeth chwistrelliad tanwydd uniongyrchol ei ymddangosiad cyntaf safonol ar y Mitsubishi Carisma. Roedd angen gwelliant difrifol ar y dechnoleg newydd ac ychydig o ddilynwyr a ddarganfuwyd ar y dechrau.

Fodd bynnag, yn wyneb safonau nwy gwacáu cynyddol llym, a oedd o'r cychwyn cyntaf wedi cael dylanwad cryf ar y cynnydd mewn systemau tanwydd modurol, yn y pen draw bu'n rhaid i ddylunwyr symud i chwistrelliad uniongyrchol gasoline. Yn yr atebion diweddaraf, hyd yn hyn ychydig mewn nifer, maent yn cyfuno dau fath o chwistrelliad gasoline - anuniongyrchol aml-bwynt ac uniongyrchol.    

Chwistrelliad Pwynt Sengl Anuniongyrchol

Mewn systemau chwistrellu un pwynt, mae'r injan yn cael ei bweru gan un chwistrellwr. Mae'n cael ei osod ar gilfach y manifold cymeriant. Cyflenwir tanwydd o dan bwysau o tua 1 bar. Mae'r tanwydd atomized yn cymysgu ag aer o flaen porthladdoedd cymeriant y sianeli sy'n arwain at y silindrau unigol.

Mae'r cymysgedd tanwydd-aer yn cael ei sugno i'r sianeli heb ddosio manwl gywir o'r cymysgedd ar gyfer pob silindr. Oherwydd gwahaniaethau yn hyd y sianeli ac ansawdd eu gorffeniadau, mae'r cyflenwad pŵer i'r silindrau yn anwastad. Ond mae yna fanteision hefyd. Gan fod llwybr y cymysgedd o danwydd ag aer o'r ffroenell i'r siambr hylosgi yn hir, gall y tanwydd anweddu'n dda pan fydd yr injan yn cynhesu'n iawn. Mewn tywydd oer, nid yw'r tanwydd yn anweddu, mae'r blew yn cyddwyso ar waliau'r casglwyr ac yn mynd yn rhannol i'r siambr hylosgi ar ffurf diferion. Yn y ffurflen hon, ni all losgi'n llwyr ar y cylch gwaith, sy'n arwain at effeithlonrwydd injan isel yn y cyfnod cynhesu.

Canlyniad hyn yw defnydd cynyddol o danwydd a gwenwyndra uchel nwyon gwacáu. Mae pigiad pwynt sengl yn syml ac yn rhad, nid oes angen llawer o rannau, nozzles cymhleth a systemau rheoli uwch arno. Mae costau cynhyrchu isel yn arwain at bris cerbyd is, ac mae atgyweiriadau gyda chwistrelliad un pwynt yn hawdd. Ni ddefnyddir y math hwn o chwistrelliad mewn peiriannau ceir teithwyr modern. Dim ond mewn modelau sydd â dyluniad yn ôl y gellir ei ddarganfod, er ei fod wedi'i gynhyrchu y tu allan i Ewrop. Un enghraifft yw Samand Iran.

breintiau

- Dyluniad syml

- Costau cynhyrchu a chynnal a chadw isel

- Gwenwyndra isel nwyon gwacáu pan fo'r injan yn boeth

diffygion

- Cywirdeb dosio tanwydd isel

– Defnydd cymharol uchel o danwydd

- Gwenwyndra uchel nwyon gwacáu yng nghyfnod cynhesu'r injan

- Perfformiad gwael o ran dynameg injan

Chwistrelliad amlbwynt anuniongyrchol

Mae estyniad o chwistrelliad anuniongyrchol un pwynt yn chwistrelliad anuniongyrchol aml-bwynt gyda chwistrellwr ym mhob porthladd cymeriant. Mae tanwydd yn cael ei ddosbarthu ar ôl y sbardun, ychydig cyn y falf mewnlif Mae'r chwistrellwyr yn agosach at y silindrau, ond mae'r llwybr cymysgedd aer/tanwydd yn dal yn ddigon hir i'r tanwydd anweddu ar injan boeth. Ar y llaw arall, mae'r cyfnod gwresogi yn llai tueddol o gyddwyso ar waliau'r porthladd cymeriant, gan fod y pellter rhwng y ffroenell a'r silindr yn fyrrach. Mewn systemau aml-bwynt, cyflenwir tanwydd ar bwysedd o 2 i 4 bar.

Mae chwistrellwr ar wahân ar gyfer pob silindr yn rhoi posibiliadau cwbl newydd i ddylunwyr o ran cynyddu dynameg injan, lleihau'r defnydd o danwydd a lleihau allyriadau nwyon llosg. I ddechrau, ni ddefnyddiwyd systemau rheoli uwch, ac roedd pob ffroenell yn mesur tanwydd ar yr un pryd. Nid oedd yr ateb hwn yn optimaidd, gan na ddigwyddodd yr eiliad pigiad ym mhob silindr ar y foment fwyaf manteisiol (pan darodd y falf cymeriant caeedig). Dim ond datblygiad electroneg a'i gwnaeth hi'n bosibl adeiladu systemau rheoli mwy datblygedig, oherwydd dechreuodd y pigiad weithio'n fwy cywir.

I ddechrau, agorwyd y nozzles mewn parau, yna datblygwyd system chwistrellu tanwydd dilyniannol, lle mae pob ffroenell yn agor ar wahân, ar yr eiliad gorau posibl ar gyfer silindr penodol. Mae'r datrysiad hwn yn caniatáu ichi ddewis y dos o danwydd yn gywir ar gyfer pob strôc. Mae system aml-bwynt cyfresol yn llawer mwy cymhleth na system un pwynt, yn ddrutach i'w gweithgynhyrchu ac yn ddrutach i'w chynnal. Fodd bynnag, mae'n caniatáu ichi gynyddu effeithlonrwydd yr injan yn sylweddol gyda llai o ddefnydd o danwydd a llai o wenwyndra nwyon gwacáu.

breintiau

- Cywirdeb dosio tanwydd uchel

- Defnydd isel o danwydd

- Llawer o bosibiliadau o ran dynameg injan

- Gwenwyndra isel nwyon gwacáu

diffygion

- Cymhlethdod dylunio sylweddol

- Costau cynhyrchu a chynnal a chadw cymharol uchel

Pigiad uniongyrchol

Yn yr ateb hwn, mae'r chwistrellwr yn cael ei osod yn y silindr ac yn chwistrellu tanwydd yn uniongyrchol i'r siambr hylosgi. Ar y naill law, mae hyn yn fuddiol iawn, gan ei fod yn caniatáu ichi ddisodli'r tâl tanwydd-aer uwchben y piston yn gyflym iawn. Yn ogystal, mae'r tanwydd cymharol oer yn oeri'r goron piston a'r waliau silindr yn dda, felly mae'n bosibl cynyddu'r gymhareb gywasgu a chael effeithlonrwydd injan uwch heb ofni curiad hylosgi anffafriol.

Mae peiriannau chwistrellu uniongyrchol wedi'u cynllunio i losgi cymysgeddau aer/tanwydd main iawn ar lwythi injan isel er mwyn cyflawni defnydd isel iawn o danwydd. Fodd bynnag, mae'n troi allan bod hyn yn achosi problemau gyda gormodedd o ocsidau nitrogen yn y nwyon gwacáu, er mwyn dileu y mae angen gosod systemau glanhau priodol. Mae dylunwyr yn delio ag ocsidau nitrogen mewn dwy ffordd: trwy ychwanegu hwb a lleihau maint, neu trwy osod system gymhleth o ffroenellau dau gam. Mae ymarfer hefyd yn dangos, gyda chwistrelliad tanwydd uniongyrchol, bod ffenomen anffafriol dyddodion carbon yn nwythellau cymeriant y silindrau ac ar goesynnau falf cymeriant (gostyngiad mewn dynameg injan, cynnydd yn y defnydd o danwydd).

Mae hyn oherwydd y ffaith nad yw'r porthladdoedd derbyn a'r falfiau derbyn yn cael eu fflysio â'r cymysgedd tanwydd aer, fel gyda chwistrelliad anuniongyrchol. Felly, nid ydynt yn cael eu golchi i ffwrdd gan ronynnau olew mân sy'n mynd i mewn i'r system sugno o'r system awyru cas cranc. Mae amhureddau olew yn caledu o dan ddylanwad tymheredd, gan greu haen gynyddol drwchus o waddod diangen.

breintiau

- Cywirdeb dosio tanwydd uchel iawn

- Posibilrwydd llosgi cymysgeddau heb lawer o fraster

- Deinameg injan dda iawn gyda defnydd isel o danwydd

diffygion

- Dyluniad hynod gymhleth

- Costau cynhyrchu a chynnal a chadw uchel iawn

– Problemau gyda gormodedd o ocsidau nitrogen mewn nwyon gwacáu

- Dyddodion carbon yn y system cymeriant

Chwistrelliad deuol - uniongyrchol ac anuniongyrchol

Mae dyluniad system chwistrellu cymysg yn manteisio ar chwistrelliad anuniongyrchol ac uniongyrchol. Mae pigiad uniongyrchol yn gweithio pan fo'r injan yn oer. Mae'r cymysgedd tanwydd-aer yn llifo'n uniongyrchol dros y piston ac mae anwedd wedi'i eithrio. Pan fydd yr injan yn gynnes ac yn rhedeg o dan lwyth ysgafn (gyrru cyflymder cyson, cyflymiad llyfn), mae chwistrelliad uniongyrchol yn stopio gweithio ac mae chwistrelliad anuniongyrchol aml-bwynt yn cymryd drosodd ei rôl. Mae tanwydd yn anweddu'n well, nid yw chwistrellwyr system chwistrellu uniongyrchol drud iawn yn gweithio ac nid ydynt yn treulio, mae falfiau cymeriant yn cael eu golchi gan y cymysgedd tanwydd-aer, felly nid yw dyddodion yn ffurfio arnynt. Ar lwythi injan uchel (cyflymiadau cryf, gyrru cyflym), mae chwistrelliad uniongyrchol yn cael ei droi ymlaen eto, sy'n sicrhau llenwi'r silindrau yn gyflym iawn.

breintiau

- Dos tanwydd manwl iawn

- Y cyflenwad injan gorau posibl ym mhob cyflwr

- Deinameg injan dda iawn gyda defnydd isel o danwydd

– Dim dyddodion carbon yn y system cymeriant

diffygion

- Cymhlethdod dylunio enfawr

- Costau cynhyrchu a chynnal a chadw hynod o uchel