ѕравильное питание

јвтор:
xxxANGELxxx
ѕечать
дата:
18 июл€ 2008 19:18
ѕросмотров:
1583
 омментариев:
2
ѕравильное питание




ƒл€ успешной жизнеде€тельности любого организма требуетс€ правильное и своевременное питание. јтмосферный мотор в этом плане не исключение. „тобы твой Ђжелезный коньї реагировал на пришпоренную педаль газа мгновенно, а стрелка спидометра свободно разгуливала по всей приборной шкале, в двигатель необходимо воврем€ и в нужном количестве подать топливовоздушную смесь. ќ системе, котора€ дозирует порции и кормит мотор, мы сегодн€ и поговорим подробно.

Ѕорьба за выживание
»скренне надеюсь, что раз ты держишь в руках это издание, то, как минимум, представл€ешь себе принцип работы ƒ¬—. Ёти минимальные знани€, без которых рубрика manual раздулась бы в отдельное приложение, и примем их за отправную точку планового ликбеза.

»так, поршни слон€ютс€ по цилиндрам в результате теплового расширени€ от сгорани€ топлива. ƒл€ эффективного горени€ его перемешивают с окислителем Ц воздухом. »деальное (стехиометрическое) соотношение, при котором топливо сгорает полностью, составл€ет 1:14,7 и обозначаетс€ коэффициентом а = 1. ≈сли дол€ воздуха растет, то смесь становитс€ обедненной (например, а = 1,15). ƒефицит воздуха наоборот превращает смесь в богатую (обогащенную, переобогащенную), при этом а < 1.

»звестно два принципиальных способа подачи горючей смеси: под действием разр€жени€ в цилиндре на такте всасывани€ (карбюраторна€ система), либо в результате избыточного давлени€ в топливной магистрали (впрыск). ѕоследний Ц самый востребованный на сегодн€, Ђнепосредственный впрыскї инженер Ќиколаус југуст ќтто предложил более ста лет назад. ќднако технологии предков не позволили осуществить задумку. “огда по законам жанра в технической эволюции выжили карбюраторы, но времена мен€ютс€.

ƒинозавр под капотом
Ѕольшую часть времени двигатель эксплуатируетс€ в усредненных режимах, то есть от него не требуетс€ максимальной мощности или момента на выходе. √орючую смесь в таком случае логичнее было бы обеднить, снизив расход топлива, а соответственно и вредные выбросы. Ќо чрезмерно обедненна€ смесь горит неустойчиво, воспламенение ее замедл€етс€ вплоть до пропуска вспышек в цилиндрах, что в свою очередь приводит к повышенному расходу топлива. ¬ результате, падают мощностные показатели двигател€. ѕоэтому обедн€ть смесь имеет смысл до значений Ђаї не более 1,15. ќбогаща€ смесь, можно получить чуть больше мощности, при этом вырастут и вредные выбросы, в том числе и из-за неполного сгорани€ топлива. Ќо слишком богата€ смесь хуже горит, поэтому урезать Ђаї меньше 0,85 так же не имеет смысла.

—остав горючей смеси мен€етс€ непрерывно во врем€ эксплуатации двигател€ на различных режимах, и, как видим, рамки возможных регулировок весьма узкие. —овременный карбюратор укладываетс€ в них, при условии, что в нем не побывала отвертка неопытного Ђкулибинаї. ќднако дозировка должна быть максимально выверенной, а реакци€ незамедлительной. ƒл€ этого карбюратор щедро оснащен вспомогательными устройствами.   примеру, во врем€ разгона смесь необходимо быстро обогатить. ¬ыручает ускорительный насос. ƒл€ Ђдообогащени€ї на максимальной скорости или при утопленной в пол педали акселератора служат эконостаты, экономайзеры мощностных режимов и другие полезные девайсы.

¬ силу своих ограниченных возможностей карбюраторы сегодн€ неотвратимо вымирают.  лючевым моментом в переходе на впрыск €вились требовани€м по экологии и экономичности. Ѕлагодар€ им инжектор и отвоевывал подкапотное пространство. ƒело в том, что карбюратор не способен поддерживать стехиометрическое соотношение 1:14,7 на всех режимах работы мотора. ѕоэтому смесь в цилиндры подаетс€ заведомо богата€. —одержание —ќ в выхлопных газах при этом достигает 1,5%. ƒл€ того чтобы приблизитьс€ к идеальному балансу, двигатели оснастили электрическими датчиками.  ак и во многих технических отрасл€х, электроника постепенно вытесн€ет механику. ќднако, применительно к автомобильным системам питани€, это еще и позволило осуществить давно забытую идею Ђнепосредственногої впрыска, в очередной раз подтвердив незыблемую истину о том, что все новое - хорошо забытое старое.

ѕро немца, €понца и американца
ѕервые системы впрыска по€вились на авиационных двигател€х еще в 30-х годах прошлого столети€. ¬ автомобилестроении идею Ђнепосредственногої впрыска смог реализовать инженер √анс Ўеренберг на переднеприводном Ђ—упериор 700 ≈ї, производством которого занималась фирма Ђ√утбродї. » € не стал отвлекать теб€ таким малоизвестным фактом, если бы не случилось это аж в 1951 году. 700 кг веса, 30 л. с. и максимальна€ скорость 115 км/ч Ц Ђќкаї да и только. Ќо чудо-машина не нашла своего покупател€, и Ўеренберг отправилс€ реализовывать потенциал своего гени€ в Ђћерседес-Ѕенцї.  ак водитс€, нова€ технологи€ сначала прошла обкатку на гоночной трассе под капотами Ђсеребр€ных стрелї. Ћишь в 1954-ом мир увидел первый серийный автомобиль с механическим впрыском. Ёто было легендарное купе 300 SL.

–абота Ўеренберга послужила отличным фундаментом дл€ впрысковой экспансии. ѕовсеместное внедрение инжектора началось в 1967-ом с по€влением на рынке новинки от компании Bosch, D-Jetronic - системы с электронным управлением. “опливо под посто€нным давлением 2 бар (0,2 ћѕа) подавалось к форсункам, которые периодически впрыскивали его во впускной коллектор. ƒозировка осуществл€лась длительностью работы форсунок. ¬ 1973 по€вились K-Jetronic и L-Jetronic. ¬ первой системе форсунки впрыскивали топливо непрерывно, а плунжер регул€тора измен€л сечение потока топлива в зависимости от расхода воздуха. ¬ случае с L-Jetronic топливо подавалось к электромагнитным форсункам по магистрали со встроенным регул€тором давлени€. ќн поддерживал посто€нную разницу между давлением топлива и воздуха. Ёто, в свою очередь, позволило более точно дозировать топливо. «аметным толчком в развитии послужило начало производства в 1976 году л€мбда-зонда - кислородного датчика, вкручиваемого в выхлопную систему. ѕо содержанию кислорода в выхлопных газах он оценивает полноту сгорани€ топлива. ќсновыва€сь на его показани€х, блок управлени€ регулирует количество впрыскиваемого топлива. »нжекторна€ система позволила снизить содержание —ќ до 0,5-1%. ќстатки —ќ до —ќ2 дожигали катализаторы. ¬ конце концов, немцы отказались от Ђгеморро€ї механического впрыска и переключились на впрыск электронный в 1992 году.

ѕрозорливые €понцы не стали тер€ть врем€ и сразу начали с электронного моновпрыска. ѕричем уже в начале 80-х освоили впрыск распределенный (немцы добрались до него только к середине 90-х).  омпьютеризаци€ развивалась в стране восход€щего солнца семимильными шагами. ¬ результате, €понские инжекторы заметно подн€лись на мировой арене. ѕримерно тем же путем шли и американцы, мину€ механический впрыск. Ќо, как водитс€, варились они в собственном соку, поэтому подход к построению впрысковой системы у заокеанских инженеров несколько иной.   примеру, блок управлени€ можно переставить на другой автомобиль, помен€в в нем прошивку.

Ѕлиже к Ђтелуї
Ќо хватит с нас истории Ц механический впрыск, подобно Ђкарбамї, благополучно канул в лету. „то имеем сегодн€? »так, принудительно впрыскивать топливо можно не только в цилиндры, но и во впускной коллектор. ≈сли эту работу выполн€ет одна единственна€ форсунка, как бы, имитиру€ карбюратор, то система называетс€ одноточечным, центральным или моновпрыском. Ќедостаток у такой системы, как и у карбюратора, в конструктивной неравномерности работы (особенно на низких оборотах). ѕричиной тому разноудаленность цилиндров от форсунки. ћногие инженеры пытались решить проблему Ђигра€ї с диаметрами и длинной патрубков второго и третьего цилиндров (если мотор четырехцилиндровый). Ќо чудес, как известно, не бывает, и феноменальных успехов никто не добилс€.  огда-то наши, одержимые тюнингом, предки решили проблему Ђв лобї, снабдив каждый цилиндр мощного мотора собственным карбюратором.  ак вы понимаете, синхронизировать хитрые механические узлы гораздо сложнее, чем управл€емые компьютером форсунки. ¬ результате, по€вилс€ впрыск многоточечный или распространенный. ¬ этом случае форсунки устанавливаютс€ в канал в непосредственной близости от впускных клапанов. ѕодача воздуха регулируетс€ дроссельной заслонкой. ѕеред разделением на потоки воздух накапливаетс€ в ресивере, который необходим дл€ правильного измерени€ массового расхода воздуха.

Ќо худа без добра не бывает. –ешив проблему Ђразноудаленностиї, Ђнепосредственныйї впрыск лишилс€ и главного преимущества моновпрыска Ц стабильного зимнего пуска. ƒело в том, что при низких температурах испар€емость бензина резко снижаетс€.  ак следствие, на стенках впускного коллектора образуетс€ пленка топлива. ѕри этом до цилиндра долетают пары, и свечи не Ђзаливаетї. Ќа распределенном впрыске Ђзалитиеї свечей определ€етс€ в основном программой контроллера (при исправных компонентах системы, что делает ее более у€звимой).

јлгоритм работы распределенного впрыска делитс€ на три типа:

1. ќдновременный - за один рабочий цикл двигател€ (2 оборота коленвала) все четыре форсунки отрабатывают два раза одновременно.

2. ѕопарно-параллельный или групповой - за один рабочий такт двигател€ форсунки отрабатывают парами (1-4 и 2-3) по два раза за рабочий такт.

3. ‘азированный или последовательный - за один рабочий такт двигател€ кажда€ форсунка отрабатывает по одному разу в соответствии с фазой впрыска. «а один цикл одновременного и попарно-параллельного впрыска форсунка включаетс€ два раза. Ќа фазированном Ц только один, поэтому врем€ ее работы увеличено в два раза.

–аздел€й и властвуй
— топливом разобрались, но ведь воздух по-прежнему Ђчерпаетс€ из общего котлаї. ј ведь мотор Ђглотаетї массы воздуха волнообразно с определенной амплитудой в зависимости от режима работы. Ђќбщий впускї страдает неизлечимым пороком - наложением волновых колебаний и неравномерным наполнением цилиндров, вследствие взаимного вли€ни€ трактов друг на друга. Ќа стоковом бюджетном Ђдвижкеї это не так принципиально, но спорт-кары гораздо капризнее. ¬ыход был найден в соответствии с древнейшей мудростью предков: каждый цилиндр обзавелс€ отдельной дроссельной заслонкой и коллектором. Ёто позволило резко увеличить количество Ђзасасываемогої мотором воздуха, что непосредственно повли€ло на мощность и крут€щий момент, а заодно и избавитьс€ от паразитных пульсаций. —истема получила название Ђмногодроссельный впускї или ITB (Individual Throttle Bodies). Ќа практике это выгл€дит так: вместо единого впускного коллектора к каждому цилиндру подходит свой металлический патрубок. Ѕлагодар€ внешнему виду их и прозвали Ђдудкамиї. —мотритс€ весьма эффектно! ѕодобной системой балуютс€, к примеру, баварские мотористы, устанавлива€ ее на легендарные BMW M-серии.

–аздельный впуск актуален на мощных форсированных специально подготовленных двигател€х и, как большинство тюнинг-инсталл€ций, скверно сказываетс€ на ресурсе стандартного силового агрегата. ¬ результате, Ђмногодросселиї получили широкое распространение в автоспорте. ќсобенно жалуют ITB дрэг-рейсеры. ќднако установка подобной системы на обычный двигатель - чрезвычайно хлопотный процесс. ≈му должен предшествовать целый комплекс подготовительных работ, как то: Ђперепрошивка мозговї, доработка головки блока, изменение степени сжати€ и даже замена форсунок на более производительные или установка пары форсунок на каждый тракт. Ђћногодросселиї бывают с ресиверами и без. Ёто специальный воздушный резервуар, который обеспечивает дополнительный подпор воздуха в коллекторе на высоких оборотах. Ќо, что-то мы отвлеклисьЕ

Ѕедный впрыск
ќдним воздухом мотор сыт не будет, поэтому вернемс€ к другой составл€ющей топливовоздушной смеси. —егодн€ на вершине эволюции впрыск Ђнепосредственныйї, когда топливо, мину€ клапаны, попадает сразу в камеру сгорани€. Ќа радость Ђзеленымї конструкторы постепенно накачивали цилиндры все большим количеством воздуха, часть которого поступала по второму кругу, и как следствие, была насыщена выхлопными газами. ќдин кг бензина приходилс€ на 40 кг Ђне свежегої воздуха. ѕоджечь такую чрезмерно обедненную смесь уже не просто. Ќо есть и еще один нюанс. ƒело в том, что до недавнего времени инжекторные системы, по сути, просто имитировали карбюратор, впрыскива€ готовую топливовоздушную смесь во впускной коллектор. ¬ случае с Ђнепосрдественнымї впрыском топливо и воздух подаетс€ в камеру сгорани€ отдельно друг от друга. ¬ результате, главной задачей инженеров стало смешать и распределить горючую смесь таким образом, чтобы основна€ часть паров бензина окутывала межискровое пространство, а остальна€ равномерно заполн€ла цилиндр. «десь важна геометри€ каждого элемента камеры сгорани€: профиль поршн€, факела распыл€емого топлива, расположение форсунок, клапанов и, конечно, конфигураци€ электродов свечи зажигани€.

Ћетом 1998 года €понцы выбросили на российский рынок первый серийный автомобиль с Ђнепосредственнымї впрыском Ц ЂMitsubishi Carismaї. Ќа него серийно устанавливалс€ мотор GDI (Gasoline Direct Injection) с послойным смесеобразованием (Ultra-Lean Combustion Mode) дл€ обеспечени€ работы на сверхобедненных смес€х, когда в конце такта сжати€ в камеру сгорани€ подавалась втора€ порци€ топлива. ¬скоре после презентации €понского Ђноу-хауї, конкуренты вз€лись патентовать собственные альтернативные варианты. Ќа сегодн€шний день каждый уважающий себ€ автопроизводитель дополнил линейку силовых агрегатов вариантом с Ђнепосредственнымї впрыском, или, по крайней мере, интенсивно работает над этой проблемой.

 онкуренты не дремлют
—пециалисты французского концерна Peugeot-Citroen (PSA) представили систему HPI (High Pressure Injection) Ц двигатель с впрыском высокого давлени€. ќбычно, давление топлива, подводимого к форсункам, составл€ет пор€дка трех атмосфер. ‘ранцузы подн€ли планку до сотни. ¬ернее насос выдает максимальные 100 атм при нажатой в пол педали акселератора. Ќа холостом ходу давление опускаетс€ до 70 атм, а на переходных режимах и вовсе падает до 30-ти. ≈сть аналогичные моторы у конкурентов, но инженеры Peugeot предложили свою оригинальную Ђгеометриюї: воздух подаетс€ точно по центру Ц форсунка впрыскивает струю вертикально вниз. ”дарившись о выемку на рабочей поверхности поршн€, воздушный поток завихр€етс€.  огда поршень приближаетс€ к ¬ћ“ (верхней мертвой точке), в этот Ђторнадої добавл€етс€ порци€ топлива, котора€ мгновенно распредел€етс€ по камере сгорани€ особым образом. ¬ результате, между электродами свечи зажигани€ образуетс€ стехиометрический состав (а = 1), остальной объем при этом чрезмерно обеднен.

¬несли свою лепту и специалисты концерна ЂVolkswagenї. »х линейка силовых агрегатов с непосредственным впрыском получила название FSI (Fuel Stratified Injection), что по сути и переводитс€ как Ђпослойный впрыск топливаї.  онструкци€ FSI очень похожа на дизельный двигатель. “опливный насос под высоким давлением нагнетает бензин в топливную магистраль, св€занную трубопроводами с электромагнитными форсунками. –аботой последних управл€ет бортовой компьютер. ќтличие от €понского GDI в разных углах струи впрыскиваемого топлива. ≈сли инженеры Mitsubishi направили ее на поршень в конце такта сжати€ под углом 45 градусов, то немцы пошли дальше Ц их Ђугол атакиї на поршень гораздо острее. —пециальное углубление в его днище перенаправл€ет топливный зар€д вверх. ќсобым образом в камеру сгорани€ поступает и воздух. Ѕлагодар€ необычной форме клапанов, создаетс€ завихрение потока воздуха, которое и способствует послойному смесеобразованию.

ƒругими словами, тупо нагнетать большее давление на впуске Ц тоже пройденный этап. »нженеры зан€ты формированием горючей смеси с различным соотношением Ђвоздух-топливоїв разных зонах камеры сгорани€. “ри вышеописанные системы питани€ уже производ€тс€ серийно, но прогресс и не думает останавливатьс€. Ќаверн€ка, совсем скоро их р€ды пополн€т принципиально новые технологии Ц ждем с нетерпением.

2 не понравилс€
13 понравилс€ пост
 
Ќезарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 


 
 
 
 

»нформаци€

 
 
 
 
 
 
 
 
 

ќставл€ть свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
ѕожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. “акже вы можете войти на сайт, использу€ существующий профиль в социальных сет€х (¬контакте, ќдноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Ќаверх