Топливные системы мотоциклов и скутеров. Техническое обслуживание. Под редакцией Джона Робинзона. >> Впрыск топлива - теория. Введение.
Рис. 5.1. В 1934 году Ed Winfield запатентовал систему впрыска топлива с механическим управлением. Шестеренный насос подает
топливо под давлением в общую магистраль,а давление зависит от положений дроссельной заслонки, разрежение во впускном коллекторе
и температуры двигателя.
Долгое время системы впрыска топлива оставались альтернативой карбюратору. Как это часто бывает с изобретениями, если Вы хорошо
пороетесь в документах, то скорее всего найдете что-нибудь подобное в материалах 20-х годов прошлого столетия или даже в более
старых. Действительно, системы впрыска появились до изобретения карбюратора с диффузором, а именно в 1898 году, когда фирма
Gasmotorenfabrik Deutz начала производство насосов для топливных форсунок. Широкое распространение системы впрыска топлива
получили к 1940 году фирма Messerschmitt установила эти системы на самолеты Bf109, что дало этим самолетам преимущество по
сравнению с Hawker Hurricane и Super-marine Spitfire, на которых устанавливался 12-цилиндровый V-образный карбюраторный двигатель
Rolls Royce Merlin. Самолеты Messerschitt были способны мгновенно переходить в пике из горизонтального полета, тогда как у
карбюраторных двигателей этот маневр вызывал перебои зажигания, связанные с переобогащением рабочей смеси (из-за нарушения уровня
топлива в поплавковой камере). Чтобы избежать этого, пилоты были вынуждены плавно снижать высоту самолета, не допуская наступления
невесомости в моторном отсеке.
Из этого примера видно основное преимущество систем впрыска: Вы берете заранее определенное количество топлива и подаете его в
каждый цилиндр независимо от внешних условий. Карбюратор же готовит рабочую смесь, состав которой зависит от внешних условий,
хотя и делает это автоматически.
В этом просматривается недостаток систем впрыска. Хотя эти системы и способны изменять подачу топлива в зависимости от условий
работы двигателя, они не могут сделать это автоматически, и им требуется очень сложная система управления. После Второй Мировой
войны сложность системы управления форсунками была основным сдерживающим фактором. Такие системы устанавливались лишь на отдельных
гоночных мотоциклах, самолетах и в танках с дизельными
двигателями (этот двигатель изобретен Рудольфом Дизелем, 1858-1913. Он первым использовал принцип воспламенения от сжатия в
1897 году). Дизельные двигатели несомненно были первыми двигателями с системой впрыска топлива. Следует отметить, что дизельное
топливо обладает как горючестью, так и смазочными свойствами, в то время как свойства бензина лишь усложняют проблему впрыска.
Топливные форсунки подают топливо под высоким давлением в цилиндры двигателя (прямой впрыск) ипи во впускной коллектор ипи в
предкамеру (непрямой впрыск ипи впрыск под низким давлением). В дизельных двигателях поток воздуха не ограничивается дросселем,
а мощность двигателя регулируется только расходом топлива. Загрузка дизелей изменяется расходом топлива: от низкой (бедная смесь)
до максимальной (очень богатая смесь, ее горение сопровождается обильным дымом черного цвета из выхлопной трубы). Система
управления дизельным двигателем достаточно проста, поскольку ему не требуется регулирование расхода воздуха ине нужно изменять
расход топлива в зависимости от расхода воздуха. Это также означает, что в дизеле нет дроссельной заслонки, поэтому нет потерь
напора воздуха при частичной загрузке двигателя. Это делает дизельные двигатели более экономичными при движении с постоянной
скоростью. Воспламенение топлива в дизеле происходит за счет сжатия, во время которого происходит повышение давления и температуры
до той точки, при которой топливо самовоспламеняется. Высокая степень сжатия и скорость сгорания топлива приводит к повышению
теплового КПД дизеля. Поскольку в двигатель попадает избыточное количество воздуха, это приводит к более полному сгоранию топлива,
чем у бензиновых двигателей, причем нет необходимости в тщательном перемешивании воздуха и топлива, как это требуется в двигателях
с искровым зажиганием. В районе топливной форсунки дизельного двигателя смесь будет горючей при соблюдении соотношения 1.5 > I > 0.3,
в то время, как у бензиновых двигателей это соотношение составляет 1.25 > I > 0.7 во всем объеме рабочей смеси. Для дизельного
двигателя эта задача решается подбором формы наконечника форсунки и давления впрыска. Движущиеся части дизельного двигателя
должны быть достаточно прочными из-за повышенной скорости сгорания топлива и ударного характера нагрузок. Задержка зажигания
зависит от давления сжатия (и качества топлива) и оба эти фактора сужают скоростной диапазон работы дизельного двигателя
(двигатели большегрузных самосвалов достигают частоты вращения около 2000 об/мин).
Бензиновые двигатели не могут работать при избытке воздуха или в условиях детонации. Процесс сгорания в этих двигателях может
быть на столько эффективным, что это может привести к расплавлению поршней и клапанов вместо увеличения мощности двигателя.
В этих двигателях топливная система должна поддерживать состав рабочей смеси на безопасном уровне, а также обеспечивать тщательное
перемешивание воздуха с топливом. Для этого требуется время, которого можетнехватать, особенно при высокой частоте вращения
двигателя (частота вращения двигателей некоторых мотоциклов достигает 15000 об/мин). Недостаточно впрыснуть топливо в цилиндр
двигателя под высоким давлением, его сначала нужно равномерно перемешать со всем объемом воздуха.
Различные виды карбюраторов на мотоциклы и скутеры вы можете купить у нас.