Direktinjektioun Benzinmotor: Wéi funktionnéiert et?

Petrol engine with direct fuel injection
Verëffentlecht am
Vun Original iwwersat (quell: autoride.co)

E Spark-Zündungsmotor mat direktem Brennstoffinjektioun ass eng Aart vu Kolbenverbrennungsmotor, déi, am Géigesaz zu engem Sparkmotor mat Eenpunkt- oder Multi-Punkt Brennstoffinjektioun oder Vergasermethod fir Mëschungsvirbereedung, net nëmmen eng homogen Mëschung verbrennt.

Brennstoff gëtt direkt an den Zylinder injizéiert wärend der Intake oder Kompressiounsschlag mat der Injektiounsventile benotzt, atomiséiert a verdampéiert et ier de Zündkerze d'Mëschung mat engem Funken entzündegt.

Inhalt

Direkt Sprëtz Bensin Motor Funktioun

Spark-zündungsmotor mat direktem Brennstoffinjektioun erstellt eng Aarbechtsmëschung aus Brennstoff a Loft nëmmen an der Verbrennungskammer, dat heescht datt et eng intern Schafung vun der Mëschung ass.

Mat dëser Methode fir d'Mëschung ze preparéieren, gëtt et keng Kondensatiounsverloscht, déi duerch d'Kondensatioun vu Brennstoff op de Maueren vun der Intakspipe verursaacht gëtt. Och den Timing vun der Brennstoffinjektioun, wéi och d'Quantitéit vum Sprëtzen, ass ganz präzis, dank deem de Brennstoffverbrauch reduzéiert gëtt.

Ofhängeg vun der Belaaschtung, Revolutiounen, Motortemperatur an aner Parameteren funktionnéiert de Spark-Zündungsmotor mat direktem Sprëtz a verschiddene Modi mat verschiddene Mëschungskompositiounen:

  1. Modus mat enger homogener Mëschung
  2. Modus mat der homogener Operatioun a schlanker Mëschung
  3. Modus mat der homogener Operatioun a Schichten Fëllung
  4. Modus mat homogener Operatioun a Schutz géint Motorknäppchen
  5. Layered Mix Modus
  6. Modus mat der stratifizéierter Mëschung an der Katalysatorheizung

1. Modus mat enger homogener Mëschung

An dësem Modus gëtt de Brennstoff scho während dem Oflaafschlag injizéiert, dank deem genuch Zäit erreecht gëtt fir eng eenheetlech komponéiert Mëschung ze kreéieren. An dësem Fall ass et eng stoichiometresch Mëschung λ = 1, an där de Brennstoff komplett verbrannt ass, a sengem ganze Volumen.

An dësem Benzin-Moteur Modus mat direktem Sprëtz, Verbrennungsmotor, Dreifstoffverbrauch, Emissiounen an aner Parameteren sinn net ganz anescht wéi Benzin Motor mat Multi-Punkt Sprëtz.

Dëse Modus ass universell, onofhängeg vun der Motorgeschwindegkeet, der Temperatur oder der Belaaschtung. Wéi och ëmmer, dëst géif de Motor d'Virdeeler vun der Layer Füllung entzéien, dofir ass dëse Modus haaptsächlech bei héijer Motorgeschwindegkeet a Lasten benotzt.

2. Modus mat der homogener Operatioun a schlanker Mëschung

An dësem Modus erreecht de Benzinmotor mat direktem Injektioun manner Brennstoffverbrauch wéi am Modus mat enger homogener Mëschung wéinst enger méi héijer Fülleffizienz, well de Drosselventil méi opgemaach gëtt wéi am Modus mat enger homogener Mëschung.

D'Zesummesetzung vun der Mëschung an dësem Regime ass 1 < λ < 2.

3. Modus mat der homogener Operatioun a Schichten Fëllung

An dësem Modus erreecht d'Loft-Brennstoffverhältnis de Wäert λ> 2, an de Brennstoff gëtt zweemol injizéiert. Wärend der éischter Sprëtz, déi stattfënnt während dem Oflaafschlag, gëtt ongeféier e Véierel vun der Brennstoffladung pro Zyklus an d'Verbrennungskammer geliwwert, wat eng homogen Mëschung entsteet.

De Rescht vum Brennstoff gëtt nëmme während der Kompressiounsphase injizéiert, wärend seng Aufgab ass eng gutt entzündend räich Mëschung am Beräich vum Zündkerze ze kreéieren.

4. Modus mat homogen Operatioun a Schutz géint Motor klappen

Dëse Modus ass haaptsächlech fir héich Laaschte bei niddrege Motorgeschwindegkeet geduecht, wann de Motor klappt. An dësem Modus gëtt duebel Brennstoffinjektioun erëm benotzt wéi am virege Modus.

Eng zweet Partie Brennstoff gëtt also während der Kompressiounsphase injizéiert, wat d'Temperatur an den Drock an der Verbrennungskammer reduzéiert, sou datt d'Detonatiounsverbrennung verhënnert gëtt.

5. Layered Mix Modus

An dësem Modus gëtt Brennstoff während dem Kompressiounsschlag an d'Verbrennungskammer injizéiert just kuerz ier den Zündkerze d'Mëschung mat engem Funken entzündt.

De Brennstoff huet keng Zäit gutt mat der Loft ze vermëschen, an de Motor funktionnéiert mat enger schlanker Mëschung, wou d'Loft-Brennstoffverhältnis λ> 1 ass, awer et gëtt eng gutt brennbar Mëschung am Beräich vum Zündkerze , deen duerch e Funken entzündegt gëtt.

An dësem Modus gëtt och intensiv Recirculation vun Ofgasen aus fréiere Zyklen, déi vum EGR Ventil zur Verfügung gestallt gëtt, benotzt.

Einfach gesot, et ass eng gutt entzündlech Mëschung am Zündkerzeberäich, an an aneren Deeler vun der Verbrennungskammer gëtt et eng schlank Mëschung aus Ofgase vu fréiere Zyklen. De Schichtenmëschungsmodus ass méi gëeegent fir méi niddereg bis mëttel Motorgeschwindegkeet.

6. Modus mat der stratifizéierter Mëschung an der Katalysatorheizung

Dëse Modus gëtt nëmme benotzt fir de Katalysator op seng Operatiounstemperatur z'erhëtzen. De Prinzip vun der Operatioun vum Motor während dësem Modus ass d'selwecht wéi am virege Modus ausser fir een Ënnerscheed.

Wärend der Expansioun gëtt nach ee Brennstoff an d'Verbrennungskammer injizéiert, wouduerch d'Temperatur an der Auspuffleitung an domat och d'Temperatur vum Katalysator eropgeet.

Verbrennung vun stratifizéiert Mëschung

Fir d'Qualitéit vum Verbrennungsprozess mat enger stratifizéierter Mëschung ze garantéieren, ass et néideg d'Form vun der Verbrennungskammer, de Buedem vum Kolben, d'géigesäitege Plaz vum Zündkerze an der Injektor ze harmoniséieren, awer och d'Vitesse vum Loftfloss, d'Richtung, d'Form an de richtege Moment vun der Sprëtz vum Brennstoffstrahl.

D'Verbrennung vun enger Schicht Mëschung kann also opgedeelt ginn:

  • Verbrennung guidéiert vun engem Brennstoffstrahl - de Brennstoff muss an der Géigend vum Zündkerze injizéiert ginn
  • Verbrennung guidéiert vun de Verbrennungskammermaueren - de Brennstoff gëtt an de Loftstroum injizéiert , déi, duerch déi entspriechend Form vun de Wandzylinder an de Buedem vum Kolben, d'Mëschung vu Brennstoff a Loft an d'Zündkerze zur richteger Zäit bréngen.

Konstruktioun Léisung vun Layer Mëschung Virbereedung:

  1. Direkt Injektioun mat Zündkerzen an Injektoren no beieneen
  2. Direkt Injektioun mat Zündkerzen an Injektoren wäit auserneen

1. Direkt Injektioun mat Zündkerzen an Injektoren no zesummen

An dëser Design Léisung vun Layer Mëschung Virbereedung, beam-guided Verbrennung benotzt. Den Injektor sprëtzt also Brennstoff an d'Verbrennungskammer, während de Brennstoffstrahl direkt d'Zündkerzeelektrodengebitt trefft.

Virdeeler:

  • Déi grouss Schichten vun der Mëschung duerch Sprayéiere ronderëm d'Käerzen, duerch déi d'Mëschung ronderëm si ëmmer genuch räich ass, awer am Rescht vum Verbrennungsraum gëtt et eng extrem schlank Mëschung.

Nodeeler:

  • Et brauch eng kuerz Zäit fir d'Mëschung ze preparéieren, wat seng Qualitéit reduzéiert
  • Ofhängegkeet vun der Strahlform vum Kompressiounsdrock
  • Probleemer mam kale Motorstart
  • Héich Fuerderungen un Injektoren

2. Direkt Injektioun mat Zündkerzen an Injektoren wäit auserneen

An dëser strukturell Léisung vun der Schichtpräparatioun vun der Mëschung gëtt d'Verbrennung vun de Maueren vun der Verbrennungskammer guidéiert.

Virdeeler:

  • Méi laang Zäit fir d'Mëschung ze preparéieren, wat seng Qualitéit erhéicht
  • Besser Vermëschung vu Brennstoff a Loft (manner Stratifikatioun)

Nodeeler:

  • D'Stratifikatioun vun der Mëschung gëtt duerch d'Form vun der Verbrennungskammer gehollef
  • Am Fall vu grousser Turbulenzen an der Verbrennungskammer gëtt déi erfuerderlech Stratifikatioun vun der Mëschung net erreecht

Virdeeler vum Bensinmotor mat direkter Sprëtz

  • Méi héich Motorleistung
  • Niddereg Dreifstoffverbrauch (15 bis 30%)
  • Präzis Brennstoffdoséierung

Nodeeler vun Bensinmotor mat direkter Sprëtz

  • Méi niddereg Zouverlässegkeet
  • Méi usprochsvoll Konstruktioun
  • Méi Stickstoffoxiden a feste Partikele gi produzéiert beim Brennen vun enger onhomogener Mëschung.