2.5 Підготовка робочої суміші в двигунах з безпосереднім вприскуванням бензину

Завдання утворення робочої суміші заключається в тому, щоб приготувати в максимальній мірі гомогенну запалювальну суміш повітря і палива.

Технічні вимоги

При роботі двигуна на гомогенній суміші (гомогенна суміш при α ≤ 1, а також гомогенна збіднена суміш) ця суміш повинна однорідно розподілятись по всій камері згорання.

Навпаки, в умовах пошарового заряду, робоча суміш гомогенна тільки в межах просторово обмеженої зони, а в останніх зонax камери згорання знаходиться свіже повітря або інертний газ. Гомогенною може бути газоподібна або пароподібна паливна суміш тільки в тому випадку, якщо все паливо випарувалось. На випаровування мають вплив декілька чинників: температура в камері згорання; розмір крапель палива; час, який є в розпорядженні для випаровування палива.

Фактор впливу температури

В залежності від температури, тиску і геометрії камери згорання, займиста робоча суміш (повітря/бензин) може бути в діапазоні значень α = 0,6... 1,6. При низьких температурах паливо випаровується не повністю. Тому при цих умовах повинно вприскуватися більше палива для того, щоб отримати дієздатну до займання суміш.

Утворення суміші при гомогенному її розподілі в камері згорання

Для того щоб отримати як можна більше часу для утворення робочої суміші, паливо вприскується якомога раніше. Тому при гомогенному розподіленні суміші вприскування проходить вже при такті впуску, і з допомогою повітря, що поступає, досягається швидке випаровування палива і хороша гомогенізація суміші.

Утворення робочої суміші при пошаровому розподілі суміші

Для пошарового заряду утворення дієздатного до займання об’єму суміші, який до моменту запалення знаходиться поблизу свічки запалення, має вирішальне значення. От чому паливо вприскується при такті стискування таким чином, що виникає об’єм суміші, який направляється потоками повітря в камepy згорання і відводиться при русі вгору поршнем в зону розташування свічки запалення. Момент вприскування палива залежить від частоти обертання колінчастого валу двигуна і потрібного крутного моменту.

Глибина проникнення палива

Величина крапель вприснутого палива залежить від тиску вприскування і тиску в камері згорання. З підвищенням тиску вприскування можна отримати менший розмір крапель, які швидше випаровуються. При постійному тиску в камері згорання так звана глибина проникнення збільшується паралельно із зростанням тиску вприскування. Глибина проникнення визначається через відстань, яку проходить окрема крапля палива перед повним випаровуванням. Якщо цей пройдений шлях перевищує відстань від форсунки до стінки камери згорання, то змочуються стінка циліндра або поршень (змочування стінок). Якщо це паливо не випарується на стінці циліндра і поршні до моменту запалення, то або не відбувається займання суміші, або воно буде не повне.

2.6 Режими роботи систем безпосереднього вприскування бензину

При використанні безпосереднього вприскування бензину існує шість режимів роботи системи безпосереднього вприскування: режим пошарового розподілу суміші; гомогенна суміш; гомогенно-збіднена суміш; режим гомогенно-пошарового розподілу суміші; режим гомогенної суміші із захистом двигуна від детонації; поетапне нагрівання з пошаровим розподілом (рис. 2.7). Ці умови роботи до-зволяють досягти максимальної адаптації до кожного режиму роботи двигуна. Перемикання режимів роботи в процесі руху автомобіля здійснюється без стрибків крутного моменту і тому не помічається водієм.

А — робота двигуна на гомогенній суміші при α = 1; ці умови роботи можливі на всіх діапазонах робочих режимів двигуна; В — робота двигуна на збідненій або гомогенній суміші при α = 1 за наявності системи рециркуляції ВГ; ці умови роботи можливі також в зонах С і D; С — робота двигуна при пошаровому розподілі суміші за наявності системи рециркуляції ВГ

Режим роботи з подвійним вприскуванням палива: С — умови поетапного нагрівання з пошаровим розподілом суміші; той же діапазон, як за умов пошарового розподілу суміші за наявності системи рециркуляції ВГ; D — умови гомогенно-пошарового розподілу суміші; Е — гомогенна суміш із захистом двигуна від детонації

Рисунок 2.7 - Режими роботи систем безпосереднього вприскування бензину