Топливная система
- Современная система топливоподачи состоит из топливного насоса, форсунок, топливной рампы (топливной рейки), топливной магистрали и регулятора давления топлива в топливной магистрали.
Топливная форсунка - электромагнитный клапан с электронным управлением. Электромагнитный клапан активируется сигналом от блока управления двигателем. В этот момент клапан открывается, и топливо проходит через форсунку. Распылитель на конце образует топливный факел. В большинстве двигателей факел распыления направлен на заднюю часть впускных клапанов.
- Топливные форсунки рассчитываются на объем топлива, который они могут подать в минуту.
- Форсунки разрабатываются для подачи определенного количества топлива. Расход топлива обычно измеряется в кубических сантиметрах в минуту и задаётся при определенном давлении топлива в топливной системе. За создание давления в топливной системе отвечают топливный насос и топливный регулятор. Большинство современных насосов создает давление примерно 3 бара при нормальных условиях. Многие производители форсунок рассчитывают форсунки именно на это давление.
- Производители топливных форсунок при продаже заявляют, какое количество топлива будет подавать форсунка в единицу времени. Эти данные подразумевают 100% рабочих циклов, т. е. форсунка будет подавать такое количество топлива, если будет постоянно открыта. К сожалению, большинство топливных форсунок не могут работать в рабочем цикле больше 90%. Это вызвано тем, что требуется время на закрытие и период между импульсами. Чем больше время, при котором форсунка открыта, тем ее работа менее надежна.
- Длительность импульса - период времени открытия форсунки, измеряется в секундах. Рабочий цикл определяется, как действительное время длительности импульса, деленное на теоретическое время, в течение которого топливная форсунка остается открытой на протяжении двух полных оборотов коленчатого вала.
- Для спортивных двигателей рекомендуется использовать топливные форсунки с запасом производительности. Рекомендуется не превышать длительность рабочего цикла в 80 - 85 %. Если требуется большее время открытия форсунок, желательно заменить их на более производительные.
- Как подобрать производительность форсунок.
- При выборе производительности форсунок используется показатель удельной эффективности расхода топлива (BSFC). Его величина равна отношению количества топлива, которое потребляет двигатель к производимой им мощности. Показатель BSFC - мера расхода топлива при работе двигателя на тормозном стенде при конкретной мощности.
- BSFC измеряется в единицах массы топлива, которое расходуется в час на единицу вырабатываемой мощности (кг/кВт*ч). Для двигателей с турбонаддувом значения BSFC находятся в интервале между 0,309 и 0,401 кг/кВт*ч.
- Зная величину BSFC и величину мощности, которую хотим получить, возможно рассчитать производительность топливной форсунки, которая обеспечит топливом двигатель такой мощности.
- Величина топливоподачи (кг/час) = (BSFC * Мощность) / (рабочий цикл * число форсунок)
- Пример
- Вводные данные:
- Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом
- Количество цилиндров - 4
- Мощность 140 л.с (102,97 кВт)
- Количество форсунок на цилиндр - 1
- Рабочий цикл топливных форсунок - 85%
- BSFC - 0,310 кг/кВт*ч
- Величина топливоподачи = (0,310 * 102,97) / (0,85 * 4) = 9.39 кг/час
- Учитывая, что удельный вес топлива (бензин) составляет 0.8кг/литр, расход топлива будет составлять 9,39/0,8=11,74 л/ч (литров в час).
- Зная, что 1л - это 1000 куб/см, мы можем подсчитать необходимую производительность форсунок для обеспечения данной топливоподачи:
- 11,74*1000/60=195,7 куб/см.
- Давление топлива в топливоподаче.
- Производители форсунок обычно рассчитывают на давлении впрыска топлива 3 бара. За давление в рампе отвечает топливный регулятор. Увеличивая или уменьшая давление в топливной рампе, изменяем расход топлива через форсунку (производительность). Самый простой способ увеличения производительности форсунки - это повышение давления топлива в рампе (топливной магистрали). Вот так выглядит формула зависимости производительности форсунки от давления в топливной магистрали.
- Новое давление в рампе = прежнее давление в рампе * (новая производительность форсунок / прежняя производительность форсунок) возведенное в квадрат.
- Например, если нам нужно увеличить производительность форсунок от 195 куб. см до 230 куб. см, то давление в топливной магистрали должно увеличиться с 3 бар до следующей величины:
- Новое давление в рампе = (230/195) возведенная в квадрат * 3 = 4,14 бара.
- Из формулы можно вывести следующую зависимость, для увеличения производительности топливных форсунок в два раза необходимо увеличить давление топлива в рампе в четыре раза. Увеличение давления в топливной рампе в четыре раза может выдержать далеко не каждый топливный насос, помимо высокого давления насос должен обеспечить подачу топлива в два раза больше. Для увеличения подачи топлива предпочтителен куда более рациональный способ - это замена топливных форсунок на более производительные.
- В большинстве случаев не рекомендуется увеличивать давления топлива в рампе больше 4,5 бар, в противном случае процесс открытия и закрытия топливных форсунок может нарушиться. Увеличение производительности форсунок путем поднятия давления в рампе приводит к изменению факела распыла топлива. Изменение факела распыла может отрицательно сказаться на смесеобразовании в двигателе. При использовании топливных форсунок очень большой производительности могут возникнуть проблемы при регулировании холостого хода и настройке всей подачи топлива.
© 2010 – 2011 clubturbo.ru