Устройство инжекторного двигателя Нива 2121, Нива 2131

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 Нива

Функциональное назначение системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4, это обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Инжекторный двигатель ВАЗ-21214 оборудован электронной системой управления двигателем с распределенным впрыском топлива.

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на Лада 4х4, устройство, конструкция, принцип действия, схемы, наименования и каталожные номера деталей.

В состав системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 входят элементы следующих систем:

Системы подачи топлива, включающей в себя:

— Топливный бак.
— Электробензонасос.
— Трубопроводы и шланги.
— Топливную рампу с форсунками и регулятором давления топлива.
— Фильтр тонкой очистки топлива.

Системы воздухоподачи, состоящей из:

— Воздушного фильтра.
— Воздухоподающего патрубка.
— Дроссельного узла.

Системы улавливания паров топлива, в которую входят:

— Адсорбер.
— Соединительные трубопроводы.

Схема системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4.

В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены. Форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается системой, состоящей из дроссельного узла и регулятора холостого хода.

Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем. Непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков:

— Нагрузку и тепловое состояние двигателя.
— Скорость движения автомобиля.
— Оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.

Работа системы распределенного впрыска топлива инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4.

Особенности конструкции системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214-30 Евро-3 и ВАЗ-21214 Евро-2.

В 2009 году на автомобили Лада 4х4 начали устанавливать несколько измененные системы питания, выпуска отработавших газов, улавливания паров топлива, удовлетворяющие требованиям норм токсичности Евро-3. Модернизированный двигатель получил обозначение ВАЗ-21214-30.

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214-30 Евро-3 конструктивно аналогична системе питания двигателя ВАЗ-21214 Евро-2, но отличается измененной компоновкой некоторых элементов и модернизированными креплениями топливных шлангов.

Топливный бак системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Топливный бак состоит из двух стальных штампованных частей, сваренных между собой. Установлен в углублении пола под задним сиденьем. Бак прикреплен к кузову болтами и закрыт сверху металлической крышкой.

Наливная труба соединена с баком двумя бензостойкими резиновыми шлангами. Толстый шланг служит для заливки топлива. Тонкий — для отвода воздуха, вытесняемого из бака при его заправке топливом. Шланги закреплены хомутами. В пробку заливной горловины встроены впускной и выпускной клапаны. Они предотвращают деформацию бака при изменении давления внутри него.

В верхней части топливного бака установлен электрический топливный насос, объединенный с датчиком уровня топлива. Из насоса топливо подается в топливный фильтр, установленный в моторном отсеке. И оттуда поступает в топливную рампу двигателя, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу. Излишки топлива через регулятор давления топлива, установленный на заднем конце топливной рампы, сливаются в топливный бак.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливного бака автомобиля ВАЗ-21214-20 Лада 4х4.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливных трубопроводов автомобиля ВАЗ-21214-20 Лада 4х4.

Топливный модуль.

Установлен в топливном баке. Включает в себя электрический топливный насос и датчик указателя уровня топлива. Для грубой очистки топлива на входе модуля имеется сетчатый фильтр, защищающий подшипниковые узлы и коллектор насоса от абразивных частиц, содержащихся в топливе. Для доступа к топливному модулю под подушкой заднего сиденья необходимо снять крышку отсека топливного бака. Уровень топлива в баке определяется с помощью датчика указателя уровня топлива, закрепленного на топливном модуле.

Топливный насос системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Погружной, с электроприводом, двухступенчатый, роторного типа. Насос обеспечивает подачу топлива и установлен в топливном модуле. Это снижает возможность образования паровых пробок, так как топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Насос включается с помощью реле по команде контроллера системы управления двигателем (при включенном зажигании).

От топливного насоса по шлангам и трубопроводам топливо подается под давлением более 284 кПа через топливный фильтр, расположенный под днищем автомобиля, к топливной рампе. Топливо, проходя через насос во время его работы, смазывает и охлаждает его.

Топливный фильтр тонкой очистки системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и топливной рампой и установлен в моторном отсеке на левом переднем брызговике под запасным колесом. Фильтр не разборный, со стальным корпусом и бумажным фильтрующим элементом. На корпус фильтра нанесена стрелка, которая должна совпадать с направлением движения топлива.

Топливная рампа форсунок.

Представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками и регулятором давления топлива. Рампа форсунок закреплена на впускной трубе двумя винтами. На заднем конце рампы находится клапан для контроля давления топлива, закрытый резьбовой пробкой, и регулятор давления.

Последний изменяет давление в топливной рампе в пределах от 3,0 до 3,2 бар (3,0-3,2 кгс/см2) в зависимости от разрежения в ресивере, поддерживая постоянный перепад давления между ними. Это необходимо для точного дозирования топлива форсунками. Топливо под давлением подается во внутреннюю полость рампы, а оттуда через форсунки во впускную трубу.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливной рампы, форсунок и регулятора давления автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Топливная электромагнитная форсунка.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной. На выходе форсунки выполнен распылитель, через который топливо впрыскивается во впускные каналы. Управляет работой форсунок контроллер.

При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя. Через которое топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрическою импульса.

Форсунки уплотняются в рампе и впускной трубе резиновыми кольцами и фиксируются на рампе металлическими скобами. При обрыве или замыкании обмотки форсунку следует заменить. Если форсунки засорились, их можно промыть без демонтажа на специальном стенде СТО.

Регулятор давления топлива.

Установлен на топливной рампе и предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением воздуха во впускной трубе и давлением топлива в рампе. Регулятор состоит из клапана с диафрагмой, поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора. На работающем двигателе регулятор поддерживает давление в рампе форсунок в пределах 284-325 кПа.

Под действием пружины клапан закрыт. Диафрагма делит полость регулятора на две изолированные камеры, топливную и воздушную. Воздушная соединена вакуумным шлангом с ресивером, а топливная — непосредственно с полостью рампы. При работе двигателя разрежение, преодолевая сопротивление пружины, стремится втянуть диафрагму и открыть клапан.

С другой стороны на диафрагму давит топливо, также сжимая пружину. В результате клапан открывается, перепуская некоторое количество топлива через сливной трубопровод обратно в бак. При нажатии на педаль газа, дроссельный узел открывает заслонку. Разрежение за дроссельной заслонкой уменьшается, диафрагма под действием пружины прикрывает клапан и давление топлива возрастает.

Если же дроссельная заслонка закрыта, разрежение за ней максимально, диафрагма сильнее оттягивает клапан. Давление топлива снижается. Перепад давлений, задаваемый жесткостью пружины и размерами отверстия клапана, регулировке не подлежит. Регулятор давления не разборный, при выходе из строя его заменяют.

Воздушный фильтр системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Воздух подводится к дроссельному узлу двигателя через воздухозаборник, воздушный фильтр и гофрированный резиновый рукав. Воздушный фильтр установлен в правой части моторного отсека на трех резиновых опорах. Фильтрующий элемент бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен с дроссельным узлом воздухоподводящим патрубком. Между патрубком и фильтром установлен датчик массового расхода воздуха.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей воздушного фильтра автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей системы подачи воздуха автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Дроссельный узел.

Закреплен на впускном коллекторе. Представляет собой корпус дроссельной заслонки (с выполненными в нем каналами), на котором установлен блок управления дроссельной заслонкой. В данной конструкции отсутствует механическая связь педали «газа» и дроссельной заслонки. Заслонка открывается на требуемый угол по сигналу контроллера, который в свою очередь получает входной сигнал от датчика положения педали «газа».

Дроссельный узел дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. В проточной части дроссельного патрубка (перед дроссельной заслонкой и за ней) находятся отверстия отбора разрежения. Необходимые для работы системы вентиляции картера и адсорбера системы улавливания паров бензина.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей дроссельного патрубка автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Регулятор холостого хода.

Регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода. Управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из двухполюсного шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана. Клапан выдвигается или убирается по сигналам контроллера.

Когда игла регулятора полностью выдвинута (что соответствует 0 шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла задвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла.

Плюсы и минусы карбюраторных и инжекторных двигателей

Жирный метод

В самолетах есть два основных типа систем подачи топлива: карбюраторы и топливные форсунки. Каждая система имеет свои преимущества и недостатки — вот почему.

Начнем с обзора основных систем.

Карбюраторные двигатели

В карбюраторах имеется камера поплавкового типа, где топливо собирается и распределяется по системе впуска.

Благодаря эффекту Вентури, когда воздух ускоряется в коллекторе из-за сужения камеры, топливо испаряется и смешивается с воздухом перед поступлением в двигатель. Объем воздуха, проходящего через систему впуска, является основным средством измерения расхода топлива. Дроссель контролирует, сколько воздуха поступает в двигатель, а смесь контролирует, сколько топлива смешивается с воздухом.

Эта топливно-воздушная смесь затем поступает вместе через систему впуска в цилиндры двигателя, где воспламеняется свечами зажигания для выработки мощности. С несколькими дополнительными шагами (точнее, 4 циклами) у вас есть мощность двигателя, и вы готовы к полету.

Двигатели с впрыском топлива

В системах с впрыском топлива используется топливный насос для подачи топлива через дозирующую систему. Затем топливо по трубопроводам форсунок поступает в каждый цилиндр.

Ahunt / Wikipedia

Системы впрыска топлива работают немного иначе, чем карбюраторные двигатели, потому что в системе дозирования нет смеси воздуха с топливом. Серворегулятор измеряет поток воздуха, поступающего в двигатель, и соответственно дозирует топливо для правильной смеси.

В цилиндрах каждая топливная форсунка распыляет топливо непосредственно за головкой цилиндра во впускной коллектор. Это означает, что ваше топливо испаряется и смешивается с воздухом непосредственно перед попаданием в цилиндр.

Двигатели с впрыском топлива часто имеют электрический топливный насос в качестве резервного, чтобы обеспечить подачу топлива через дозирующую систему, даже если насос с приводом от двигателя выйдет из строя. Однако в некоторых самолетах резервный электрический насос сам по себе не обеспечивает достаточного давления для поддержания работы двигателя.

Запуск двигателя

Холодный пуск относительно прост как для карбюраторных двигателей, так и для двигателей с впрыском топлива. При заливке карбюраторного двигателя возможно, что заливается только один цилиндр, но это может быть любое количество цилиндров, в зависимости от конструкции вашего двигателя.

В двигателях с впрыском топлива более распространена одновременная заливка каждого цилиндра, как правило, вспомогательным топливным насосом.

Запуск горячего двигателя с впрыском топлива может быть затруднен. Когда вы паркуете самолет с впрыском топлива после полета, топливо может испаряться в трубопроводах форсунок. При попытке перезапустить горячий двигатель в цилиндры изначально может не поступать нужное количество топлива в смеси для сгорания, потому что она находится в газообразном состоянии.

Для запуска потребуется процедура горячего запуска, а это не всегда легко сделать.

Ahunt / Wikipedia

Проблемы с обледенением

В карбюраторных двигателях существует риск образования льда на карбюраторе, что привело к сотням отказов и аварий двигателей. Обледенение карбюратора вызвано расширением воздуха и испарением топлива в трубке Вентури карбюратора, оба из которых могут охлаждать окружающее пространство до уровня ниже точки замерзания.

Удивительно, но вам не нужно летать в условиях обледенения, чтобы получить лед карбюратора. Высокая влажность или видимая влага, а также температура от 20 до 70 градусов по Фаренгейту являются наиболее распространенными причинами обледенения карбюратора.

Обледенение карбюратора можно распознать по падению числа оборотов в минуту при использовании гребного винта с фиксированным шагом или по падению давления в коллекторе при использовании гребного винта с постоянной скоростью.

Что делать, если это произойдет?

В самолетах с карбюратором корректирующим действием является использование нагрева карбюратора. Когда вы включаете подогрев карбюратора, горячий воздух берется из-под кожуха выхлопной трубы и направляется в карбюратор. Когда горячий воздух входит, он тает образовавшийся лед.

Но это еще не все хорошие новости. Поскольку тепло карбюратора плавит лед и посылает его через ваш двигатель, ваш двигатель кашляет, хрипит и трясется, пока лед не исчезнет. Это не весело слышать, но придерживайтесь этого, потому что со временем это станет лучше. Существует бесчисленное множество отчетов NTSB, в которых пилотам исполнилось 9 лет.0053 от нагрева карбюратора , потому что они думали, что ухудшают ситуацию, но вскоре после этого полностью потеряли двигатель. Вы не хотите быть одним из тех статистических данных.

Итак, когда вы выключите подогрев углеводов? После того, как лед растает, обороты и давление в коллекторе снова повысятся, двигатель будет работать ровнее, и вы сможете отключить подогрев карбюратора.

Двигатели с впрыском топлива: различные виды опасности обледенения

Если вы летите на самолете с впрыском топлива, вы, очевидно, не рискуете обледенением карбюратора. Однако вы можете получить индукционное обледенение или забитый фильтр. Точно так же, как обледенение, которое может образоваться на ваших крыльях, вы можете иметь форму льда (из-за видимой влаги) на впускном коллекторе или воздушном фильтре.

Почти на всех самолетах именно по этой причине есть альтернативный воздухозаборник.

jzawodn

Карбюраторные и инжекторные двигатели имеют свои плюсы и минусы. Но теперь, когда вы знаете немного больше о разнице между двумя системами, управление обоими типами и устранение их проблем должно быть немного проще.

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые помогут вам стать более умным и безопасным пилотом.

Зарегистрироваться >

•  

  НАЗВАНИЕ

  • • Тег
  • Автор
  • Дата

Теория двигателя

Впрыск топлива через порт размещает топливную форсунку непосредственно над впускным клапаном во впускном отверстии головки блока цилиндров. Это был автомобильный стандарт с 19-го века.80-х, и архитектура, наиболее адаптированная к устаревшим авиационным двигателям EFII, SDS, Precision Airmotive и другим. (Изображение: предоставлено Robert Bosch Corp.)

Впрыск топлива — это общий термин для любого количества механических или электронных систем подачи топлива. Различий в деталях предостаточно, поэтому немного точности помогает при рассмотрении предмета. Например, когда мы сегодня слышим «впрыск топлива», мы мысленно по умолчанию имеем в виду «многоточечный последовательный впрыск топлива с электронным портом» или просто «EFI», потому что это то, что автомобили использовали в течение последней четверти века. Но это не то, что у нас есть в авиации (за исключением более новых систем послепродажного обслуживания).

Топливная форсунка с электронным управлением EFII демонстрирует хорошо распыленную форму распыления на испытательном стенде EFII.

Спонсор освещения авиашоу:

Bendix Baseline

В начале Второй мировой войны немцы были впереди всех с механическим впрыском топлива прямого цилиндра Bosch (результат развития дизельного двигателя). Попытки многоточечного впрыска топлива в двигателях самолетов союзников в основном были неудачными или не были разработаны вовремя (ваша первая подсказка впрыска топлива не является вашим средним техническим достижением). После войны компания Bendix усовершенствовала свою карбюраторную систему с одноточечным давлением военного времени в систему многоточечного впрыска топлива RS, и к концу 1950s, который был детально улучшен в системе RSA, которая до сих пор с нами, как в исходном виде, так и обновленная несколькими источниками вторичного рынка, в частности Airflow Performance и Precision Airmotive.

RSA компании Bendix представляет собой механический впрыск топлива с постоянным расходом. Мембранный насос с приводом от двигателя подает топливо в топливный сервопривод; это корпус дроссельной заслонки и дозатор топлива, который обычно устанавливается в том же месте, что и карбюратор. Сервопривод измеряет давление воздуха и использует ряд диафрагм для измерения расхода топлива в зависимости от массы воздуха, проходящего через дроссельную заслонку сервопривода. Но в отличие от карбюратора топливо не подается в воздушный поток на топливном сервоприводе; вместо этого он направляется к делителю потока. Подобно железнодорожной развязке, делитель потока распределяет топливо по небольшим линиям, идущим к впускному отверстию каждого цилиндра. Там топливо проходит через прецизионную форсунку, распыляясь постоянным потоком во впускное отверстие, прямо перед впускным клапаном.

Обратите внимание, пульсация топлива отсутствует; она течет ровным потоком. Давление топлива, подаваемое в топливный сервопривод, зависит от потребности и часто составляет около 20 фунтов на квадратный дюйм, но может возрасти примерно до 45 фунтов на квадратный дюйм. Давление топлива — это энергия, управляющая тем, что можно было бы назвать аналоговым топливным компьютером (топливным сервоприводом), и поэтому давление топлива по своей конструкции расходуется на работу различных диафрагменных пружин, преодоление потерь в трубопроводе и проталкивание топлива через главный жиклер. Поэтому давление топлива в топливных форсунках намного ниже, чем в топливном сервоприводе. Давление в форсунке может быть менее 1 фунта на квадратный дюйм на холостом ходу и около 7 фунтов на квадратный дюйм на полном газу.

Топливный сервопривод Bendix слева и меньший блок EFII справа являются дроссельными заслонками. Но блок Bendix также измеряет топливо, отсюда и название топливного сервопривода; электронный корпус дроссельной заслонки EFII просто дросселирует подачу воздуха и сообщает положение дроссельной заслонки на компьютер.

Очевидно, что большим преимуществом является то, что топливо подается индивидуально в каждый цилиндр, а не в одну точку, как в карбюраторе. Изменения состава смеси ограничены конструкцией впускного коллектора, что производитель двигателя может легко подобрать, плюс вы можете точно настроить состав смеси, заменив форсунки разного размера. Каждый цилиндр может быть более точно оптимизирован для мощности, экономичности и агрессивной работы на обедненных пиках; Таким образом, возможна большая максимальная мощность двигателя по сравнению с рудиментарными карбюраторными системами, а также возможна большая экономичность при наклоне. Система RSA имеет стандартную ручку управления топливной смесью в кабине, а также схему автоматической компенсации высоты, поэтому пилоту не нужно регулировать смесь из-за последующих подъемов или спусков.

В отличие от карбюратора топливо не подается через трубку Вентури внутри топливного сервопривода (все еще есть трубка Вентури для генерации сигнала воздушного потока), поэтому исключается обледенение. Вместо этого предусмотрен альтернативный источник воздуха на тот случай, если воздухозаборник основного двигателя забьется туалетной бумагой, когда вы разрезаете выброшенный за борт рулон — для этого требуется всего один квадрат…

Недостатки: стоимость, сложность и, следовательно, повышенная количество точек отказа. Тем не менее, простую систему Bendix трудно сломать. Мембраны доказали свою пуленепробиваемость, резервный подкачивающий насос спасает положение в случае выхода из строя диафрагменного насоса с приводом от двигателя (редко), оставляя мусор единственной реальной проблемой. Даже в этом случае песок, засоряющий топливный сервопривод, приводит к тому, что система работает на богатой смеси. Простое вытягивание ручки смеси почти до упора на холостом ходу обычно восстанавливает рабочую смесь и, следовательно, мощность.

Что еще более раздражает, маленькие форсунки легко закупорить мельчайшими кусочками. Обычно это вызывает неровную работу до тех пор, пока форсунки не будут сняты, а мусор не будет промыт обратно. Очевидно, требуется фильтрация топлива и чистота системы.

Без поплавковой камеры система впрыска топлива нуждается в насосе без привода для заливки. На практике электрический насос служит в качестве подкачивающего насоса и в качестве аварийной резервной копии насоса с приводом от двигателя. В остальном система Bendix является чисто механической и не нуждается в электрической системе, тем самым отделяя электрическую систему как точку отказа от топливной системы в полете.

Делитель потока Bendix определяет расход топлива между цилиндрами при низком расходе топлива (холостой ход, очень низкая мощность), обеспечивает принудительное перекрытие потока при выключении двигателя и функционирует как простой распределительный блок при нормальных крейсерских и взлетных режимах мощности. В этих условиях расход топлива определяется размером сопла форсунки.

Редко встречающееся ограничение стандартной системы Bendix заключается в том, что ее окно измерения топлива может быть немного уже, чем необходимо, поэтому измерение топлива на горячем двигателе большого объема может стать все более неточным при сильном наклоне. Это не обычная проблема для обычных двигателей, но с мощными экспериментальными двигателями система подает топливо точно при WOT и крейсерских режимах с высокой мощностью, но различия между цилиндрами проявляются при обеднении. -пик при настройках низкой мощности (давление в коллекторе). Подумайте о RV-10, который чуть не задохнулся на высоте 12 000 футов. Тщательное согласование диаметров форсунок, давления топлива и давления диафрагменной пружины в делителе потока может решить эту проблему.

Электронная топливная форсунка EFII мощностью 60 фунтов в час определенно больше, чем латунная топливная форсунка Bendix справа. Форсунка EFII представляет собой электромагнитный топливный клапан, который срабатывает дискретными импульсами. Деталь Bendix представляет собой дозированное отверстие, которое непрерывно течет.

Электронный впрыск топлива

Имея немного больше, чем маркировку «впрыск топлива», система EFI, известная нам по автомобилям, полностью отличается от авиационного стандарта с механическим впрыском топлива с постоянным потоком. Но автомобильный EFI — это то, к чему, похоже, движется экспериментальная авиация, поэтому здесь требуется описание.

В теперь традиционном автомобильном EFI действие начинается с электрического топливного насоса, подающего топливо под дозированным давлением — обычно около 40 фунтов на квадратный дюйм — в топливную рампу. Это простые галереи, установленные сверху и соединяющие отдельные топливные форсунки. Форсунки представляют собой управляемые компьютером электромагнитные клапаны с электрическим приводом; когда они открыты, они распыляют топливо во впускное отверстие.

Конечно есть фильтры и топливные регуляторы, а топливо может либо бежать по постоянному контуру из топливного бака, через топливные рампы и обратно в топливный бак (старая школа, меньше нагрев топлива на форсунке при горячих пусках ) или иметь одностороннюю безвозвратную конструкцию (новая конструкция, основанная на выбросах, с меньшим нагревом топлива и вызывающим испарение перемешиванием топлива в баке).

Топливные форсунки Bendix уже много лет состоят из двух частей, что упрощает осмотр, очистку и замену форсунок. Нижняя латунная часть содержит внутреннюю камеру, сообщающуюся с атмосферой через перфорированную сетку. Воздух, всасываемый через сетку при низком давлении в коллекторе, смешивается с топливом, способствуя распылению. Маленькая буква «А» на шестиграннике должна быть установлена ​​лицевой стороной вниз; Это удерживает вентиляционное отверстие вверх, чтобы топливо не вытекало при остановке двигателя.

Преимуществом EFI является компьютерное управление. Небольшая армия датчиков измеряет многие параметры, включая частоту вращения двигателя, положение коленчатого вала, распределительного вала и дроссельной заслонки, плюс масса всасываемого воздуха измеряется непосредственно датчиком массы воздуха с термопроводом. Примерно десять раз в секунду компьютер использует всю эту информацию для расчета времени и продолжительности включения форсунок, тем самым контролируя соотношение воздух/топливо в зависимости от количества подаваемого топлива.

Непосредственный впрыск бензина — новая норма в автомобилестроении. Концептуально аналогично дизельной практике, топливо под очень высоким давлением впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, получая полезный эффект гашения. Включение GDI 2500 фунтов на квадратный дюйм в устаревшие авиационные двигатели практически потребовало бы полной модернизации двигателя в дополнение к дорогостоящему топливному насосу высокого давления и надежным форсункам.

Стратегии автомобильных компьютеров сильно различаются у разных производителей, и расчеты более сложны, чем измерение оборотов и расхода воздуха, а затем просмотр значений искры и топлива в таблице. И да, компьютер также контролирует момент зажигания и момент распредвала (иногда это четыре распредвала, движущихся независимо друг от друга) и запрограммирован корректировать расчеты топлива (и искры, и распредвала) по мере необходимости, возможно, по 30 различным параметрам. К ним относятся температура охлаждающей жидкости двигателя, скорость ускорения двигателя, входной сигнал датчика детонации, передача трансмиссии, требования к выбросам, такие как функция рециркуляции отработавших газов и продувка угольного фильтра, обогащение WOT, вспомогательные нагрузки от кондиционера и, возможно, генератора переменного тока, декомпрессия двигателя. настройка при переключении АКПП, аварийное воздушное охлаждение двигателя (путем отключения цилиндров) в случае потери охлаждающей жидкости и, по-видимому, при включенном плафоне. Эти системы даже слегка адаптируются к историческому стилю вождения водителя, а иногда также регулируются в соответствии с условиями сцепления (снег, дождь, грязь, сухая дорога) по выбору водителя на циферблате. Адаптация программного кода к конкретному двигателю и автомобильному приложению, называемая картированием, является длительным и трудоемким процессом для производителя; четырем техническим специалистам, имеющим доступ ко всем инструментам, лаборатории климат-контроля и множеству испытательных полигонов по всему миру (в Абу-Даби летом и в Фэрбенксе зимой), может потребоваться три года, чтобы полностью отобразить программное обеспечение для управления новым двигателем. Такие вещи, как настройка стратегии холодного пуска, могут занять недели, чтобы составить карту просто потому, что вы получаете только один холодный пуск за ночное прогревание. Вы поняли идею.

В 1980-х годах такие системы запускали сразу все топливные форсунки (зажигание партии) или по одному ряду цилиндров в V-образном двигателе за раз (зажигание группы). Но с достижениями в области вычислений последовательное срабатывание давно стало нормой, когда срабатывание форсунки синхронизировано с порядком зажигания цилиндра. Эффективность периодического и последовательного сжигания невелика и в основном определяется выбросами и переходной характеристикой (изменениями оборотов двигателя).

В то время как электронные форсунки используют один игольчатый клапан, они выпускают поток топлива с давлением 35+ фунтов на квадратный дюйм через выпускное отверстие с несколькими отверстиями, чтобы разбить поток на капли. Для сравнения, сопло Bendix впрыскивает постоянный поток через одно большое отверстие при давлении от 1 до 7 фунтов на квадратный дюйм.

EFI on the Fly

Сегодня такие компании, как EFII (помимо описанной здесь системы EFII, существует еще несколько других) предлагают послепродажные электронные системы впрыска топлива через порт для Lycomings. Как и только что описанные автоматические системы, это на самом деле системы управления двигателем, включающие зажигание вместе с топливом. В отличие от автоматических систем, авиационные системы (в том числе разработки Continental и Lycoming, которые еще не вышли на рынок) намного проще в том смысле, что они связаны исключительно с двигателем и не беспокоятся о взаимодействии с остальной частью самолета (реагируя на движение винта). шаг или положение закрылков, скажем). Кроме того, авиационные двигатели работают в гораздо более узком диапазоне оборотов и изменяют обороты намного реже и медленнее, чем автомобильные двигатели, датчики детонации не используются, потому что наши двигатели с воздушным охлаждением с неустойчивым допуском механически слишком шумны, а 100LL универсален. Система EFII также работает в периодическом режиме, что устраняет необходимость в датчике распредвала.

Кроме того, в отличие от автомобильных систем массового воздуха , авиационные системы EFI имеют плотность скорости. Они не измеряют массу воздуха напрямую, а выводят ее из температуры воздуха, атмосферного давления и оборотов двигателя. Это заметно дешевле, но требует сопоставления программного обеспечения с каждым двигателем, и если что-то значимое изменяется (синхронизация кулачка), его необходимо переназначить. К счастью, требования к отображению для наших авиационных приложений значительно упрощены по сравнению с автомобильными. Черт возьми, вашему газонному трактору могло бы потребоваться больше карт, если бы это был EFI.

Такие авиационные системы послепродажного обслуживания являются большим шагом вперед и предоставляют экспериментаторам новые возможности. В конечном счете, такие экипировки, как EFII, SDS, Precision Airmotive и другие, среди прочего показывают путь к снижению рабочей нагрузки пилота и более легкому достижению экономии топлива. Но они являются товарами послепродажного обслуживания с крошечными бюджетами на разработку, а также требуют современного мышления и абсолютно зависят от электричества. Если этот электрический топливный насос выйдет из строя, он станет очень тихим, поэтому самолет с EFI должен быть электрически надежным. Профессиональные стандарты электропроводки, двойные генераторы переменного тока, батареи, шины или их комбинация являются обязательными. Короче говоря, EFI нуждается в интеграции во весь планер и мышление строителя.

При одинаковых рабочих условиях на испытательном стенде EFII форсунка Bendix (слева) выбрасывает ровный, густой поток бензина с давлением 3 фунта на квадратный дюйм, а инжектор EFII выпускает импульсы капель топлива с давлением 35 фунтов на квадратный дюйм. Лучшее распыление EFI увеличивает мощность при частичной нагрузке и более низких оборотах; в WOT резкое изменение давления при открытии впускного клапана превращает даже лужу топлива в распыленное облако.

Горячие и холодные коллекторы

И последнее: горячие впускные коллекторы. В плоскомоторном начале (1940s), обледенение карбюратора было большим страхом, и простой ответ заключался в предварительном подогреве всасываемого воздуха. Простое решение для горизонтально-оппозитного двигателя состоит в том, чтобы упаковать впускные направляющие через масляный поддон. Это уменьшает обледенение на впуске, а также плотность воздуха и, следовательно, мощность.

В ответ рынок запасных частей для авиации предлагает воздухозаборники холодного воздуха для использования с впрыском топлива, и они необходимы, если целью является максимальная мощность или топливная экономичность. В то время как эти воздухозаборники создают мощность, недавние тесты показывают, что большая часть их прироста связана с чем-то другим, помимо более холодного всасываемого воздуха. Оптимизированная длина и форма рабочего колеса, а также объем камеры и другие настройки, вероятно, являются их самыми большими преимуществами.

К сожалению, эти системы слишком дороги с точки зрения экономии за счет масштаба послепродажного обслуживания, чтобы обеспечить экономию топлива, поэтому они остаются хот-родом для пилотажных и гоночных типов. Но они доступны, если вы экспериментируете с максимальной эффективностью или вам нужна скорость.

Впускные трубы Lycoming являются очевидным и удобным местом для добавления электронной топливной форсунки, как показано на этой сборке EFII. На то, чтобы форсунка дула в воздушный поток, требуется секунда, это сделано для того, чтобы топливные магистрали оставались над форсункой, чтобы пузырьки воздуха, образующиеся при остановке двигателя, самопродувались, а не затрудняли горячий пуск.

Будущее

В дальнейшем электронное управление двигателем (впрыск топлива и зажигание управляются одним компьютером) кажется очевидным, поскольку новые самолеты становятся все более электронными и надежными. Уменьшенная нагрузка на пилота (отсутствие ручки управления смесью), более легкий запуск, более плавная работа, лучшая экономия топлива, большая мощность на высоте (меньше осечек и регулируемое опережение зажигания), беспроблемный крейсерский режим на обедненных пиках и меньшее загрязнение свечей зажигания (на ровной поверхности). эксплуатации) все преимущества. Тем не менее, такие системы более дороги и относительно не испытаны в самолетах.