Регистрация Войти
Вопрос

Форсунки прямого впрыска — как они предотвращают обратный выброс топлива в систему?

Таким образом, я представляю себе форсунку прямого впрыска как топливный инжектор, подающий топливо непосредственно в камеру сгорания. Давление в камере сгорания, по-видимому, достаточно велико, чтобы топливо возвращалось в инжектор.



Очевидно, что это не так.



Мои вопросы.



Отличается ли система непосредственного впрыска от системы распределённого впрыска с точки зрения принципа работы?



Как они предотвращают попадание продуктов сгорания в саму форсунку?



У вас есть схема?



Говори со мной так, будто мне 5 лет. Спасибо.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/28705/direct-injection-injectors-how-do-they-prevent-blow-back-into-the-fuel-system
1
+ Читать

13 Комментариев

  1. Наверняка есть гораздо более простой ответ на этот вопрос. Топливо впрыскивается на такте впуска, когда головка поршня движется вниз по цилиндру, тем самым создавая отрицательное давление в камере сгорания. Таким образом, топливо не выталкивается обратно в форсунку.



    Да, топливо находится под серьёзным давлением, да, форсунка по сути является односторонним клапаном, но основная причина, по которой топливо не возвращается обратно, та же, по которой топливо не возвращается обратно в карбюратор в старых двигателях. Когда клапан открыт, поршень движется вниз по цилиндру, всасывая воздух и топливо в двигатель.

  1. Давление в цилиндре составляет около 200 фунтов на квадратный дюйм. Давление топлива в системе GDI варьируется от 500 до примерно 3000 фунтов на квадратный дюйм. Этого достаточно, чтобы свести к минимуму обратный выброс топлива. Также помогает тщательно продуманная форма иглы форсунки. Это ничем не отличается от конструкции форсунок с отверстиями.



    Необычным является то, как перемещается плунжер в инжекторе GDI. В наиболее удачных конструкциях движение плунжера осуществляется с помощью длинного ряда пьезоэлектрических кристаллов. Когда на каждый кристалл подаётся напряжение, он начинает вибрировать, что фактически увеличивает его размер. Если сложить несколько сотен таких кристаллов в ряд, можно добиться достаточного движения для перемещения плунжера.



    Статья с изображением пьезоэлектрического инжектора
  1. @SteveMatthews — вынужден с вами не согласиться. GDI, а также многопортовые, последовательные, полупоследовательные и непрерывные системы: при 7200 об/мин у вас почти не будет времени на впрыск. Время открытия впускного клапана больше, чем ход поршня, скажем, 270 градусов по углу поворота. В старых системах впрыск осуществлялся в закрытый клапан, а при высоких оборотах по умолчанию использовался порционный впрыск. Прелесть GDI в том, что он МОЖЕТ преодолевать BMEP в любое время и впрыскивать топливо в любое время. Даже после зажигания... способы воспламенить ядро, сжечь жир, но направить поршень вниз за счет большего сгорания (= большего крутящего момента). Здесь развиваются действительно классные вещи.
  1. @SteveMatthews Конечно, топливо можно впрыскивать на такте впуска, но это сводит на нет все реальные технические преимущества. С таким же успехом можно было бы вернуться к форсункам в коллекторе.
  1. Я понимаю, что, по его мнению, он искал ответ на вопрос почему это устройство может делать то, что оно делает. Я предоставил ссылку на видео, в котором объясняется физика этого явления. Я не осуждаю вас за то, что вы говорите, потому что вы правы, я просто хотел убедиться, что дал исчерпывающий ответ.
  1. Форсунка открывается только при такте впуска, когда в камере сгорания создаётся отрицательное давление. В противном случае она не смогла бы всасывать воздух из впускного коллектора.
  1. Думаю, он скорее спрашивал, в чём разница между обычной форсункой и форсункой, предназначенной для непосредственного впрыска. Да, она всасывает. Однако атмосферное давление в цилиндре может быть как положительным, так и отрицательным. Оно никогда не остаётся постоянным.
  1. Это качественные данные. Спасибо за вклад. Как всегда, +1 ;-)
  1. @DucatiKiller Да, это, честно говоря, одна из самых важных частей всей их теории.
  1. Думаю, это тот самый ответ, который я искал: «В двигателе с непосредственным впрыском топлива они могут как открываться, так и принудительно закрываться».
  1. @FredWilson : Не стоит недооценивать дошкольников.

  1. Я постараюсь ответить на этот вопрос как можно подробнее. Здесь играют роль несколько факторов (в основном производитель указанного двигателя).



    Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском работают почти так же, как дизельные. У вас есть топливный насос низкого давления, который находится в самом топливном баке, и насос высокого давления, который расположен рядом с топливной рампой и подает топливо к форсункам. Насос высокого давления — это первый способ избежать «обратного выброса» топлива. Он работает при постоянном высоком давлении, которое НАМНОГО ВЫШЕ, чем давление в камере сгорания. Мы знаем, что если давление в одной атмосфере встречается с давлением в другой атмосфере и оно выше, то ни одно жидкое вещество не сможет создать давление. Таким образом, поскольку насос работает быстрее и под более высоким давлением, топливо теоретически не должно попадать обратно в форсунку.



    Второй этап процесса «герметизации» — это сама форсунка. Форсунка оснащена массивными соленоидами, которые позволяют ей открываться и закрываться с большим усилием. В ней должно быть несколько высокопрочных резиновых уплотнителей и гигантский магнит. В отличие от обычных соленоидов, такие форсунки могут работать в обоих направлениях. Как правило, стандартная топливная форсунка может получать питание только для того, чтобы ОТКРЫТЬСЯ. В двигателе с прямым впрыском они могут как открываться, так и принудительно закрываться.



    На этот вопрос довольно сложно ответить исчерпывающе, потому что он не такой уж и сложный, но если вы хотите задать его на инженерном форуме, то, вероятно, это тоже будет уместно.



    Всё сводится к тому, что все уплотнения и системы были спроектированы с учётом этого. Существует множество различных типов таких форсунок, поэтому проблема может быть связана с конкретной моделью автомобиля. Надеюсь, я хотя бы немного прояснил ситуацию. Посмотрите также это видео.



    https://www.youtube.com/watch?v=LjJSbHxIvnM


  1. 5-й класс — это подготовительный, подготовительный, подготовительный... Задача не по мне...
Вы уже ответили на этот вопрос