Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Л8.Пар.оц.Напр.роз.сист.жив.диз.впорск.бенз..doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
4.54 Mб
Скачать

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту украіни

Національний Транспортний Університет

Кафедра "Автомобілі"

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

З ДИСЦИПЛІНИ “АВТОМОБІЛІ”

Частина 4

Основні напрями розвитку конструкції автомобіля.

для студентів спеціальності

"Промисловий дизайн”

денної форми навчання

Завідувач кафедри “ Автомобілі “

Сахно В.П.

Старший викладач кафедри “Автомобілі”

Ковальчук Г.О.

Київ 2012 р.

ЛЕКЦІЯ

Тема: Оцінка досконалості конструкції та напрями розвитку систем живлення дизеля та двигуна із впорскуванням бензину

Мета : Вивчити параметри оцінки досконалості конструкції та напрями розвитку систем живлення дизеля та двигунів із впорскуванням бензину.

Час - 2 години.

Навчально – методичне забезпечення: Мультимедійний проектор, екран, ноутбук, зразки рекомендованої літератури.

Питання, що розглядаються:

1.Параметри оцінки досконалості конструкції систем живлення дизеля та двигунів із впорскуванням бензину.

2.Напрями розвитку систем живлення дизеля та двигунів із впорскуванням бензину.

Список рекомендованої та використаної літератури:

  1. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно.1992р.

  2. Автомобілі. Основи конструкції , теорія. Навчальний посібник.

В.І. Сирота, В.П. Сахно . 2007 р.

3. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І.Сирота.

4. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник.

В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин.

5. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н.Вишняков и другие.

6. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. . Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М – К.: В-во “КВІЦ, 2004. – 174 с.

7 . Краткий автомобильный справочник. – М.: Транспорт, 1985. – 220 с.

8. Основи конструкції автомобіля. Навчальний посібник в електронному вигляді. Г.О. Ковальчук, В.П. Сахно. 2011р. - 805с.

9. Двигатели внутреннего згорания. Учебник. А.С. Орлин и др.-М.1970 г. 383с.

10. Автомобільні двигуни. Підручник. Ф.І. Абрамчук та ін. Вид. Арістей. 2006 р. 475 с.

11. Дизайнология автомобиля. В. А. Ашкин. “Niksha” , 1995.- 96 c.

ЛЕКЦІЯ

Тема: Оцінка досконалості конструкції та напрями розвитку систем живлення дизеля та двигуна із впорскуванням бензину:

1.Параметри оцінки досконалості конструкції систем живлення дизеля та двигунів із впорскуванням бензину.

2.Напрями розвитку систем живлення дизеля та двигунів із впорскуванням бензину.

І.СИСТЕМА ЖИВЛЕННЯ ДВИГУНІВ ІЗ ВПОРСКУВАННЯМ ЛЕГКОГО ПАЛИВА

Вимоги по підвищенню паливної економічності, покращенню енергетичних показників, зменшенню шкідливих речовин у відпрацьованих газах привели до відмови від виробництва карбюраторних двигунів та до застосування у двигунах внутрішнього згоряння систем впорскування бензину. У двигунах з системами впорскування бензину, на відміну від карбюраторних двигунів, безперервно дозовано впорскують порції палива в залежності від кількості поданого у циліндр повітря, яке вимірюється витратоміром, що зв’язаний з дозатором-розподільником.

Застосування систем впорскування бензину у поєднанні з електронними системами керування дозволило більш рівномірно дозувати паливо по циліндрах двигуна, збільшити коефіцієнт наповнення циліндрів та збільшити літрову потужність, знизити токсичність відпрацьованих газів, збільшити ступінь стискання без детонації, покращити ресурс роботи двигуна. Разом з тим системи з впорскуванням бензину більш складні та мають велику собівартість, потребують використання складного діагностичного та ремонтного обладнання і високо кваліфікованого обслуговуючого персоналу.

Переваги систем живлення із впорскуванням бензину:

- більш рівномірний розподіл палива по циліндрах (не більше 4%, проти 12…20% у карбюраторних системах живлення);

- більш високий коефіцієнт наповнення циліндрів свіжим зарядом (у впускному трубопроводі відсутні дифузори, розпилювачі тощо);

- можливість підвищення ступеню стискання без небезпеки виникнення детонації, особливо при безпосередньому впорскуванні палива в циліндр;

- більший кут перекриття клапанів та продувка камери згоряння повітрям;

- зниження токсичності відпрацьованих газів за рахунок більш повного згоряння робочої суміші.

Напрями розвитку систем впорскування бензину:

Загальні напрями розвитку:

  1. Покращення адаптивності систем.

  2. Підвищення експлуатаційної надійності роботи.

  3. Резервування елементів системи та можливість здійснювати роботу двигуна при виходу з ладу елементів системи на середніх значеннях параметрів живлення.

  4. Зниження собівартості виготовлення, експлуатації, спрощення конструкції, зменшення маси деталей.

Напрями розвитку систем:

А). За місцем впорскування:

  • центральне (“Моно-Джетронік”) відтісняється багатоточковим та безпосереднім;

  • багатоточкове розподільне по циліндрах під клапани (“L-Джетронік”) продовжує удосконалюватись;

  • безпосереднє впорскування у циліндри одинарне або подвійне набирає все більше розповсюдження;

Б). За способом подачі палива:

  • постійна (“K-Джетронік”) розвивається;

  • циклічна (“Моно-Джетронік”) витісняється більш прогресивними способами подачі;

В). За способом регулювання кількості суміші:

  • Механічне регулювання витісняється автоматичним електронним;

  • Пневматичне регулювання також витісняється автоматичним електронним;

  • Електронне регулювання знаходить все більше розповсюдження;

Г). За типом дозувальних пристроїв:

  • плунжерні насоси;

  • дозатори-розподільники;

  • форсунки (“L-Джетронік”).

Д). За параметрами регулювання складу пальної суміші:

  • в залежності від витрат повітря;

  • в залежності від розрідження у системі впуску;

  • в залежності від кута повороту дросельної заслінки;

Е). За способом керування системою:

  • програмне набирає поширення;

  • програмно – адаптивне ( системи зі зворотнім зв’язком запровадження, синтезу, обчислення інформації (“КЕ-Джетронік” та інші)- прогресивний способ керування.

  • адаптивні, що мають інформацію від багатьох датчиків, оптимізують процес впорскування за рядом параметрів: економічність, токсичність, тощо (“L-Джетронік”)- прогресивний способ керування.

Застосування основних систем впорскування

  • “Моно-Джетронік”- електронна з центральним циклічним впорскуванням палива у впускний колектор – ВАЗ і інші;

  • “К-Джетронік” - механічна багатоточкова з безперервним впорскуванням палива - BMW, “Bольво” та інші;

  • “КЕ-Джетронік”- електронно-механічна, багатоточкова з безперервним впорскуванням бензину –“Мерседес Бенц” та інші;

  • “L-Джетронік”- електронна, багато точкова з циклічним впорскуванням бензину - BMW, “Bольво”, ВАЗ та інші;

  • “Монтронік”- комбінована електронна з впорскуванням палива і запалювання - BMW, “Bольво”, ВАЗ та інші;

Рис.1.Система живлення двигуна 1ND-TVТойота

Рис.2.Акумуляторна багатоточкова система живлення двигуна Ауді з безпосереднім впорскуванням бензину

Рис.3.Багатоточкова акумуляторна система живлення двигунаV8FSI здвома паливними насосами і прямим впорскуванням бензину безпосередньо в циліндр

Рис.4.Система живлення двигунаV6VW(Магістраль низького тиску)

Паливні підкачуючі насоси з клапанами розташовані у паливному баку, що покращує їх охолодження. Паливний фільтр бензинового двигуна розташований поза баком, а дизеля у баку. Невикористане паливо, що повертається у бак охолоджується у радіаторі.

Рис. 5. Багатоточкова акумуляторна система живлення двигуна V6 VW (Магістраль високого тиску)

Система передбачає безпосереднє впорскування палива в циліндр.

Рис. 6. Схема механічної системи живлення з безперервним впоркуванням бензину “К-Джетронік”: 1 — паливний бак; 2 — паливний насос; 3 — накопичувач палива;

4 — паливний фільтр; 5 — напірний диск витратоміра повітря;

6 — дозатор-розподільник кількості палива; 7 — регулятор тиску палива; 8 — регулятор керуючого тиску; 9 — форсунка (інжектор);

10 — регулюючий гвинт холостого ходу, 11 — дросельна заслінка. Канали: А — підведенняпалива додозатора-розподільника;

В — заливанняпаливав бак;С — канал керуючого тиску;D — каналштовхаючого клапана;E — підведення палива дофорсунок.

Принцип дії

Загальний принцип дії заключається у безперервній дозованій подачі палива до форсунок, які встановлені у впускному колекторі двигуна перед впускними клапанами.

Паливний насос 2, забирає паливо з баку 1 і подає його під тиском біля 0,5 МПа через накопичувач 3 та фільтр 4 до каналу "А" дозатора-розподільника 6. З дозатора-розподільника паливо по каналах Е надходить до форсунок 9, які розпилюють паливо. Потік повітря у циліндри двигуна регулюють за допомогою дросельної заслінки 11, установленої у впускному трубопроводі. Кількість повітря визначається витратоміром-прецезійним приладом з легким напірним диском 5, який ґрунтується на пропорційному принципу між пересуванням напірного диска та кількістю повітря, що надходить до циліндрів двигуна.Забезпечення оптимального співвідношення між кількістю поступаючого повітря та воздухаення ношениеого між пересуванням напірного диска та кількістю повітря, що надходить до циліндрів двигуна.0000000000000кількістю впорскуємого бензину забезпечує зв'язок між переміщенням диску витратоміра повітря, плунжера дозатора-розподільника і диференціальними клапанами.

Конструкція та принцип дії багатоточкової, електронно-керованої, переривчатої системи впорскування палива

L-Джетронік

Система близька до адаптивної, більш досконала у порівнянні з раніше розглянутою.

У порівнянні з системою Моно-Джетронік добавлено:

  1. Розподільний трубопровід.

  2. Демпфер коливань тиску у розподільному трубопроводі.

  3. Байпасний канал додаткового повітря.

  4. Індивідуальні за циліндрами форсунки.

  5. Пускова форсунка.

Рис. 7. Схема системи живлення з впорскуванням палива типу

“L-Джетронік”:

1 - паливний бак; 2 - паливний насос; 3 - фільтр тонкої очистки палива; 4 - регулятор тиску палива в системі; 5 - розподільна магістраль;

6 - пускова форсунка; 7 - блок циліндрів двигуна; 8 - форсунка (інжектор) впорскування; 9 - датчик температури охлоджуючої рідини; 10 - електронний блок керування; 11 - блок реле; 12 - датчик-розподільник запалювання; 13 - вимикач положення дросельної заслінки; 14 - висотний коректор; 15 - витратомір повітря;

16 - патрубок підведення повітря; 17 –термореле; 18 - гвинт якості (складу) суміші на холостому ходу; 19 - клапан додаткового повітря;

20 - гвинт кількості суміші на холостому ходу; 21 - вимикач запалювання; 22 - патрубок розрідження регулятора тиску палива в системі.

В системі удосконалено: Регулятор тиску - мембранний, що перепускає надлишки палива; електромагнітні форсунки з часом відкриття 1-1,5 мс, встановлюються під визначеним кутом і на визначеній відстані від впускного клапана; центральний блок керування має більшу кількість датчиків інформації зі зворотнім зв’язком; витратомір повітря має більшу точність виміру.

Принцип дії

Паливний насос 2 забирає паливо з бака 1 та подає його під тиском 0,25 МПа через фільтр тонкого очищення 3 до розподільної магістралі 5, з’єднаної з форсунками циліндрів. Встановлений з торця магістралі регулятор тиску палива 4 підтримує постійний тиск впорскування і забезпечує зливання зайвого палива у бак.

Кількість палива, що впорскується форсункою у циліндр визначається електронним блоком керування 10 залежно від тиску повітря, його температури, кількості та інших параметрів, як то температура рідини системи охолодження, оберти та навантаження двигуна тощо.

Основним параметром визначення доз палива , є кількість повітря, що надходить до циліндрів двигуна і визначається витратоміром 15.

Повітряний потік відхиляє напірну вимірювальну заслінку на визначений кут, величина якого за допомогою потенціометра перетворюється на електричний сигнал, який далі поступає до електронного блоку керування, де після обробки необхідна кількість палива в даний момент роботи двигуна. Потім подається сигнал у вигляді електричних імпульсів на електромагнітні клапани форсунок і визначається час їх відкриття.

Системи живлення з впорскуванням палива “МE- Motronic (Мотронік)” і електронної цифрової системи запалювання

Система представляє собою комплекс, що складається з апаратури

впорскування палива “LE 2 – Jetronic (Джетронік)” і електронної цифрової системи запалювання. Об’єднаний електронний цифровий блок керування формує вихідні сигнали як для керування роботою електромагнітних форсунок, так і для керування системою запалювання. В систему "Motronic" можуть бути включені різноманітні системы впорскування, наприклад, "Мопо-Jetronic", "KE-Jetronic", " L-Jetronic" і т.п.

Конструкція

Цифрова система "МЕ-Мотронік" об’єднує систему впорскування палива "LE2-Jetronic", в котрій окрім клапана додаткової подачі повітря в додатковому повітряному каналі, виконаному паралельно дросельній заслінці, є повторний регулятор холостого ходу, та систему електронного запалювання VSZ.

Рис. 8. Схема системи живлення з впорскуванням палива “МE-Мотронік” і електронної цифрової системи запалювання:

1 - паливний насос, 2 - паливний бак, 3 - фільтр тонкої очистки палива, 4 - регулятор тиску, 5 – розподільник запалювання, 6 - свічка запалювання, 7 - теплове реле часу, 8 - датчик температури охолоджуючої рідини, 9 - котушка запалювання, 10 - датчик числа обертів двигуна, 11 - датчик кутових імпульсів, 12 - зубчатий вінець маховика, 13 - акумуляторна батарея, 14 – центральний блок керування, 15 – вимикач запалювання, 16 - повітряний фільтр,

17 – вимірювач кількості повітря, 18 - регулятор холостого ходу,

19 - вимикач дросельної заслінки, 20 - пускова форсунка, 21 - робочі форсунки.

Конструкція центрального блока керування (контролера). Аналого-цифровий перетворювач, трансформуючий аналогові сигнали від датчиків в цифрову форму, мікро - ЕОМ, вхідні та вихідні схеми з каскадами посилення потужності.

Контролер керує системою впорскування палива в залежності від: Напруги акумуляторної батареї. Режиму роботи стартера. частоти обертання колінчастого вала двигуна (датчик числа обертів встановлений на блоці двигуна навпроти спеціального зубчатого вінця на маховику (232 зубці) та видає 232 імпульси за 1 оберт колінчатого валу); кутового положення колінчатого валу (датчик кутових імпульсов генерує імпульс напруги в момент проходження в його магнітному полі спеціального штіфта, запресованого в маховик, цей момент відповідає 100° до ВМТ); сигнала від теплового реле часу (воно включено паралельно датчику температури охолоджуючої рідини та замикає його накоротко, як тільки двигун досягне робочої температури); положення дросельної заслінки (повне навантаження або холостий хід); кількості поступаючого повітря; температури поступаючого повітря; температури охолоджуючої рідини.

Для керування впорскуванням палива центральний блок керування виконує наступні функції:

  • вмикає за допомогою реле паливний насос при частоті обертання колінчастого вала двигуна більш ніж 30 об/хв;

  • керує пуском холодного двигуна шляхом зміни протяжності впорскування палива форсунками та включення пускової форсунки по команді теплового реле часу в залежності від температури охолоджуючої рідини;

  • видає сигнали збагачення пальної суміші для збільшення числа обертів колінчатого вала після запуску в залежності від температури охолоджуючої рідини;

  • регулює роботу двигуна на режимі прогрівання в залежності від температури охолоджуючої рідини;

  • керує работою двигуна під час розганянні в залежності від температури охолоджуючої рідини та тривалості розгону;

  • корегує подачу повітря в циліндри, яка визначається вимірником витрати повітря з вбудованим датчиком температури повітря;

  • керує работою двигуна на холостому ходу та в режимі повного навантаження в залежності від положення контактів виключателя дросельної заслінки;

  • обмежує число обертів колінчастого вала двигуна шляхом закриття форсунок при частоті обертання колінчатого вала 6400±80 об/хв;

  • припиняє подачу палива на примусовому холостому ходу (ПХХ) при частоті обертання колінчатого вала більш ніж 1200 об/хв та поступово включає подачу палива при зниженні числа обертів колінчатого вала двигуна до визначеного значення, змінюючи тривалість впорскування палива форсунками.

Аналіз конструкції

1. Позитивна сторона: поєднання функцій агрегатів та датчиків дозволяє скоротити їх число; процеси запалювання і сумішоутворення оптимізуються сумісно, при цьому покращуються характеристики крутного моменту, витрати палива, складу відпрацьованих газів, покращується запуск та прогрівання холодного двигуна; є можливості для виконання інших функцій: керування автоматичною коробкою передач, антибуксовальною системою ведучих коліс, антиблокувальною гальмівною системою, кондиціонером, протиугінним приладдям і т.п.

2. Негативна сторона: складність конструкції, велика собівартість та необхідність обладнання для обслуговування та ремонту електронних приладів системи, а також необхідний високий рівень підготовки фахівців.

Існує багато різноманітних систем впорскування палива, які постійно удосконалюються, особливо їх електронні системи керування.

Перелік систем впорскування палива наведений у нижче розташованій таблиці2.1.

Таблиця 2.1

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.