Косвенная инъекция
Косвенная впрыска в двигателе внутреннего сгорания - это впрыск топлива , где топливо не вводится непосредственно в камеру сгорания .
Бензиновые двигатели, оснащенные косвенными системами впрыска, в которых топливный форсунок доставляет топливо в какой -то момент перед впускным клапаном , в основном выпадают в пользу прямого впрыска . Тем не менее, некоторые производители, такие как Volkswagen, Toyota и Ford, разработали систему «двойной инъекции», объединяя прямые инжекторы с форсунками порта (косвенных), объединяя преимущества обоих типов впрыска топлива. Прямая инъекция позволяет точно измерить топливо в камеру сгорания под высоким давлением, что может привести к большей мощности и эффективности использования топлива. Проблема с прямой инъекцией заключается в том, что она обычно приводит к большему количеству твердых частиц , и, поскольку топливо больше не связывается с впускными клапанами, углерод может накапливаться на впускных клапанах с течением времени. Добавление косвенной инъекции сохраняет опрыскивание топлива на впускных клапанах, уменьшая или устранение накопления углерода на впускных клапанах и в условиях низкой нагрузки, косвенная инъекция позволяет лучше смешивать топливо-воздух. Эта система в основном используется в моделях с более высокой стоимостью из -за дополнительных расходов и сложности.
Инъекция порта относится к опрыскиванию топлива на заднюю часть впускного клапана, что ускоряет его испарение. [ 1 ]
непрямой инъекции Дизельный двигатель доставляет топливо в камеру от камеры сгорания, либо в камеру прецмбер, либо вихрь, где начинается сгорание, а затем распространяется в главную камеру сгорания. Prechamber тщательно спроектирована для обеспечения адекватного смешивания атомированного топлива с нагретым сжатым воздухом.
Бензиновые двигатели
[ редактировать ]Преимущество косвенных инъекционных бензиновых двигателей по сравнению с бензиновыми двигателями прямого впрыска состоит в том, что отложения на впускных клапанах из системы вентиляции картера промываются топливом. [ 2 ] Косвенные инъекционные двигатели также имеют тенденцию обрабатывать более низкое количество твердых частиц по сравнению с двигателями прямого впрыска, поскольку топливо и воздух более равномерно смешаны.
Косвенная инъекция с использованием предварительных камер также используется в высокопроизводительных двигателях, таких как в Формуле 1 , где они могут позволить двигателю производить большую мощность с большей эффективностью.
Дизельные двигатели
[ редактировать ]Обзор
[ редактировать ]Цель разделенной камеры сгорания состоит в том, чтобы ускорить процесс сгорания и увеличить выходную мощность за счет увеличения скорости двигателя. [ 3 ] Добавление предварительной системы увеличивает потерю тепла в систему охлаждения и тем самым снижает эффективность двигателя. Двигатель требует свечи свечения для запуска. В косвенной системе впрыска воздух движется быстро, смешивая топливо и воздух. Это упрощает конструкцию двигателя (поршневая корона, головка, клапаны, инжектор, предварительную работу и т. Д.) И позволяет использовать менее плотно терпимые конструкции, которые проще в изготовлении и более надежных. Прямая инъекция , напротив, использует медленно движущийся воздух и быстро движущее топливо; Как дизайн, так и изготовление инжекторов сложнее. Оптимизация воздушного потока в цилиндре гораздо сложнее, чем проектирование прецмбер. Существует гораздо больше интеграции между конструкцией инжектора и двигателя. [ 4 ] Именно по этой причине автомобильные дизельные двигатели были почти всеми косвенными инъекциями до тех пор, пока готовая доступность мощных систем имитации CFD не сделала применение прямого инъекции. [ Цитация необходима ]
Классификация камер косвенного сгорания
[ редактировать ]Вихрь камера
[ редактировать ]
Ширские камеры - это сферические полости, расположенные в головке цилиндра и отделенные от цилиндра двигателя тангенциальным горлом. Около 50% воздуха попадают в камеру вихря во время удара сжатия двигателя, производя вихрь. [ 5 ] После сжигания продукты возвращаются через одно и то же горло к основному цилиндру с гораздо более высокой скоростью, поэтому на стенах прохода теряется больше тепла. Этот тип камеры находит применение в двигателях, в которых управление топливом и стабильность двигателя важнее экономии топлива. Они также называют Рикардо Чемберс, названные в честь изобретателя сэра Гарри Рикардо . [ 6 ] [ 7 ]
Предварительная камера
[ редактировать ]Эта камера расположена на головке цилиндра и подключена к цилиндру двигателя небольшими отверстиями. Он занимает 40% от общего объема цилиндра. Во время удара сжатия воздух из основного цилиндра попадает в камеру предварительной добычи. В этот момент топливо впрыскивается в предварительную камеру, и начинается сгорание. Повышение давления, и топливные капли вынуждены через небольшие отверстия в основной цилиндр, что приводит к очень хорошей смесью топлива и воздуха. Большая часть сгорания фактически происходит в главном цилиндре. Этот тип камеры сгорания обладает возможностью многоцветной, потому что температура прецмбер испаряется топливо до того, как произойдет основное событие сгорания. [ 8 ]
Камера воздушной клеток
[ редактировать ]
Воздушная ячейка представляет собой небольшую цилиндрическую камеру с отверстием на одном конце. Он установлен более или менее коаксиально с инжектором, упомянутая ось, параллельная с короной поршня, при этом инжектор стреляет по небольшой полости, которая открыта для цилиндра в отверстие в конце воздушной ячейки. Воздушная ячейка монтируется так, чтобы минимизировать тепловой контакт с массой головы. Используется инжектор с узким распылением. В своем верхнем мертвом центре (TDC) большая часть массы заряда содержится в полости и воздушной ячейке. [ Цитация необходима ]
Когда инжектор стреляет, струя топлива попадает в воздушную ячейку и зажигает. Это приводит к тому, что струя пламени, выстрелившая из воздушной ячейки непосредственно в струй топлива, который все еще выходит из инжектора. Тепло и турбулентность придают отличную испарение топлива и свойства смешивания. Кроме того, поскольку большая часть сгорания происходит за пределами воздушной ячейки в полости, которая напрямую общается с цилиндром, в переносе заряда сжигания в цилиндре наблюдается меньше потерь тепла.
Инъекция воздушных клеток может рассматриваться как компромисс между косвенным и прямым инъекцией, что получает некоторые преимущества в эффективности прямой инъекции, сохраняя при этом простоту и простоту развития косвенной инъекции. [ Цитация необходима ]
Камеры воздушных клеток обычно называют воздушными камерами Lanova. [ 9 ] Система сжигания Лановой была разработана компанией Lanova, которая была основана в 1929 году Францем Лангом, Готтард Виличем и Альбертом Виличем. [ 10 ]
В США система Lanova использовалась Mack Trucks . Примером является дизельный двигатель Mack-Lanova Ed, установленный на грузовик Mack NR .
Преимущества косвенных камер сгорания
[ редактировать ]- Меньшие дизели могут быть произведены.
- Требуемое давление впрыска низкое, поэтому инжектор дешевле для производства.
- Направление инъекции имеет меньшее значение.
- Косвенная инъекция намного проще в проектировании и производстве, особенно для бензиновых двигателей. Требуется меньше развития инжектора, а давления впрыска низкие (1500 фунтов на квадратный дюйм/100 бар с 5000 фунтов на квадратный дюйм/345 бар и выше для прямой инъекции)
- Более низкие напряжения, которые косвенная инъекция налагает на внутренние компоненты, означают, что можно обрабатывать дизельные версии бензиновой и косвенной инъекции одного и того же основного двигателя. В лучшем случае такие типы различались только в головке цилиндров и необходимости установить дистрибьютор и свечи зажигания в бензиновой версии, в то же время подгоняя насос впрыска и форсунки в дизель. Примеры включают в себя двигатели BMC A-Series и B-серии и Land Rover 2.25/2,5- литр 4-цилиндровых типов. Такие конструкции позволяют создавать бензиновые и дизельные версии того же транспортного средства с минимальными изменениями дизайна между ними.
- Можно достичь более высокой скорости двигателя, поскольку сжигание продолжается в прецемберне.
- Альтернативные топлива, такие как биодизельное и отходы растительного масла, с меньшей вероятностью повредят топливную систему в дизельном двигателе с косвенным инъекцией, поскольку высокие давления впрыска не требуются. В двигателях прямого впрыскивания (особенно современные двигатели с использованием общих железнодорожных топливных систем высокого давления), сохранение топливных фильтров в хорошем состоянии является более важным, поскольку мусор может повредить насосы и форсунки, когда используется отходы растительного масла или отработанного двигателя.
Недостатки
[ редактировать ]- Эффективность топлива с дизельными двигателями ниже, чем при прямом впрыске, так как более крупные открытые области имеют тенденцию рассеивать больше тепла, а воздух, движущийся через порты, чтобы увеличить падения давления. Тем не менее, использование более высоких коэффициентов сжатия несколько отрицает эту неэффективность.
- Главные заглушки необходимы для запуска холодного двигателя на дизельных двигателях; Многие непрямые дизельные двигатели не могут вообще начинаться в холодную погоду без свечи.
- Поскольку тепло и давление сгорания применяются на очень маленькую площадь на поршне , когда он выходит из камеры или камеры, связанного с предварительной допущкой, такие двигатели менее подходят для высоких специфических выходов мощности (таких как турбонаддув , нагрузка или настройка), чем прямое инъекция дизели. Повышенная температура и давление на одной части поршневой короны вызывает неравномерное расширение, что может привести к растрескиванию, искажению или другим повреждениям, хотя достижения в области производственных методов позволили производителям смягчить влияние неравномерного расширения, что позволило сделать косвенные инъекции в Используйте турбонаддув.
- Косвенные двигатели часто намного шумнее, чем двигатели с прямой инъекцией.
- Начальная жидкость («эфир») часто не может быть использована в дизельном двигателе косвенного инъекции, так как свечи свечения значительно увеличивают риск предварительного провозглашения по сравнению с дизелями с прямыми инъекциями.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Керр, Джим. «Прямой против порта впрыска» . Hronicle Herald . Получено 28 июня 2016 года .
- ^ Смит, Скотт; Гинтер, Грегори (2016-10-17). «Образование отложений впускного клапана в двигателях прямого впрыска бензина» . SAE International Journal of Fuels и смазки . 9 (3): 558–566. doi : 10.4271/2016-01-2252 . ISSN 1946-3960 .
- ^ Стоун, Ричард. «Введение в лед», Palgrace Macmillan, 1999, p. 224
- ^ Двухтактный двигатель
- ^ Электромеханические первичные двигатели: электродвигатели . Макмиллан международное высшее образование. 18 июня 1971 года. С. 21–. ISBN 978-1-349-01182-7 . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ "Сэр Гарри Рикардо" . OldEngine.org. Архивировано из оригинала 17 октября 2010 года . Получено 8 января 2017 года .
- ^ Демпси П. (1995). Устранение неполадок и ремонта дизельных двигателей . Tab Books. п. 127. ISBN 9780070163485 Полем Получено 8 января 2017 года .
- ^ Демпси, Пол (2007). Устранение неполадок и ремонт дизельных двигателей . McGraw Hill Professional. ISBN 9780071595186 Полем Получено 2 декабря 2017 года .
- ^ Демпси П. (1995). Устранение неполадок и ремонта дизельных двигателей . Tab Books. п. 128. ISBN 9780070163485 Полем Получено 8 января 2017 года .
- ^ «Система сгорания Ланова» . Коммерческий мотор . 6 января 1933 года . Получено 11 ноября 2017 года .