0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель fsi устройство работа

Аббревиатура FSI расшифровывается, как Fuel Stratified Injection, что в переводе означает — послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого TSI, FSI не имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель, который достаточно часто использовала компания Skoda.

Общий вид двигателя FSI

Первые образцы атмосферников FSI появились еще в 1998 году. В 2000 г. Началась массовая установка силовых агрегатов на Октавия и некоторые модели Фольцваген. Сейчас, ярким представителем FSI остаётся VW Touareg 4 WD.

Понятие маркировок TSI и FSI Что такое FSI двигатель?

Итак, для начала необходимо разобраться с понятиями: FSI: технология изготовления бензиновых моторов с прямой системой впрыска. FSI является отцом TSI; TSI: «молодая» технология работы силового агрегата на бензиновом топливе с системой прямого впрыска и двойной турбиной. Родителем этих двух технологий является концерн «Фольксваген». Забегая немного вперед, хочется упомянуть, что современные технологии позволили модернизировать FSI до TFSI. Это значит, что ведущие специалисты концерна AUDI разработали и внедрили в серийное производство бензиновый двигатель с прямой системой впрыска и одной турбиной. Объемы самые разные от 1,2 до 4,5 литра. Активно используют систему такие марки как Skoda, Seat, Audi, Volkswagen.

Отличие двигателя FSI от обыкновенного бензинового двигателя

Что же изменилось в обычном бензиновом моторе, что он стал называться FSI? Есть несколько таких моментов, которые стали отличительными:

  1. В обычном моторе топливо поступает в поршни через коллектор впуска. В новомодном агрегате топливная масса оказывается сразу в камере сгорания.
  2. Улучшенные свойства топлива в цилиндрах обеспечивается за счёт наличия форсунок с шестью отверстиями, которые эффективнее распределяют горючую массу по камере сгорания.
  3. Высокая разгонная динамика характерна для нового изобретения.
  4. Сниженные выбросы вредных продуктов, в частности, углекислого газа.
  5. Моторы ФСИ также отличаются от своего прародителя уменьшенным расходом топлива.

Отличия существенные и весомые, что объясняет популярность и востребованность новой модели бензиновых агрегатов.

Система впрыска FSI

РубрикаТранспорт
Видстатья
Языкрусский
Дата добавления17.05.2016
Размер файла3,7 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система впрыска FSI

Технологию FSI (послойный впрыск топлива) называют передовой. Правда ли это? О том, что такое система впрыска FSI и принцип ее работы, расскажем в данной статье.

Эту систему еще много лет назад разработали японские конструкторы и внедрили в производство. Правда, она называется GDI — непосредственный впрыск бензина. А европейские производители, в частности концерн VW, просто перенял эту технологию и соответственно сменил название. И выпускает двигатели семейства FSI с непосредственным впрыском.

Двигатель FSI — Fuel Stratified Injection (послойный впрыск топлива). Не является турбированным двигателем (как двигатель TSI), это двигатель с так называемым непосредственным впрыском топлива.

Все двигатели FSI мощностью 66 кВт и более оснащаются усовершенствованной топливной системой.

Эта система имеет следующие отличия:

-Детали насоса высокого давления и рампы форсунок имеют специальное антикоррозионное покрытие, которое защищает их от воздействия топлива с содержанием этанола до 10%.

-Изменено управление насосом высокого давления.

-Устранен за ненадобностью трубопровод отвода (в бак) топлива, просочившегося вдоль плунжера.

-Отвод топлива, сбрасываемого через установленный на рампе форсунок предохранительный клапан, производится через относительно короткий трубопровод в контур низкого давления, перед насосом высокого давления.

Знакомство с системой FSI начнем с самого сложного, с топливного насоса высокого давления, а уж потом перейдем непосредственно к самой системе впрыска: что это такое и как она работает.

Топливный насос высокого давления FSI

форсунка двигатель топливный насос

Топливный насос высокого давления (ТНВД) установлен на корпусе распределительных валов и приводится в действие от двойного кулачка на впускном распределительном вале. Этот ТНВД создает давление в топливной системе около 100 Бар.(Рис.1)

Рис.1 Топливный насос высокого давления

Одноплунжерный насос высокого давления, имеющий регулировку по подаче топлива. То есть, ТНВД подает в систему только такое количество топлива, которое требуется в данный момент или в тот момент, который предстоит через определенный промежуток времени.

Это регулируемый по многопараметровой характеристике одноплунжерный насос, подача которого всегда устанавливается равной расходу топлива через форсунки. Благодаря этому снижаются затраты мощности на привод насоса и соответственно уменьшается расход топлива двигателем.

Его детали имеют антикоррозионное покрытие, защищающее их от действия топлива с содержанием метанола до 10%. Благодаря этому двигатели FSI можно эксплуатировать практически повсеместно.

Трубопровод для отвода просочившегося вдоль плунжера топлива отсутствует. Это топливо возвращается на сторону впуска по каналу в корпусе насоса.

Привод насоса высокого давления

Насос высокого давления приводится от двойного кулачка (Рис.2), выполненного на впускном распределительном вале двигателя (Место установки насоса на двигателе, его привод и конструкция его корпуса могут различаться у двигателей различных моделей).

Рис. 2 Привод ТНВД

Состав и схема топливной системы

Топливная система FSI функционально делится на контуры низкого и высокого давления (Рис.3).

Характеристика первой составляющей

Составляющие элементы низкого контура:

1. Бак топливного типа.

2. Насос топливного типа.

3. Фильтр топливного типа.

Читать еще:  Что такое перегрев двигателя на авто

4. Перепускной клапан.

5. Регулятор давления горючей смеси.

Давление топлива в этом контуре обычно изменяется в пределах от 0,5 до 5 бар, но при горячем или холодном пуске двигателя оно повышается до 6,5 бар. При холодном пуске повышение давления топлива в контуре низкого давления приводит к увеличению начального давления в контуре высокого давления. Благодаря этому улучшается смесеобразование и ускоряется пуск холодного двигателя. При пуске горячего двигателя повышенное давление топлива предотвращает образование паровых пробок в насосе высокого давления.

Рис. 3 Контуры высокого и низкого давления

Датчик FSI передает сигнал непосредственно на блок управления двигателем. Конкретный режим работы предусматривает сопоставление значения сигнала со стандартными. Если поданное давление отличается от стандартного, блок управления двигателя передает соответствующий сигнал блоку управления топливным насосом. В свою очередь, блок управления топливным насосом должен изменить обороты вращения насоса. Таким образом, изменяется производительность и давление в контуре.

За производительность насоса отвечает, объединенный с ним, БУ.

Контур высокого давления

В состав контура высокого давления входят:

1. Насос высокого давления топливного типа.

2. Трубопровод высокого давления.

3. Трубопровод распределительного типа.

4. Датчик высокого давления.

5. Предохранительный клапан.

6. Форсунки впрыска.

Общая структура и алгоритм работы FSI с двигателем

Моторные аналоги типа FSI характеризуются двухступенчатыми всасывающими комбинированными трубами с заслонками. Их функциональная задача — обеспечивать послойный впрыск горючей смеси к камере сгорания при условии режима частичных нагрузок. При условии низкого частотного вращения коленчатого вала, заслонка впускного коллектора находится в закрытом положении, а процесс подачи всасываемого воздуха к впускному клапану происходит верхним каналом (Рис.4). Затем траектория подачи ведет к цилиндру, благодаря чему максимальное значение крутящего момента увеличивается на 15%. Диапазон высокой частоты вращения предусматривает соответствие положения максимальной мощности отрытой заслонке. Система этого фактора обеспечивает мотору высокую литражную мощность. Блок управления топливным насосом способствует изменению оборотов вращения насоса, изменяя его общую производительность и давление в контуре.

Рис. 4 Процесс работы системы FSI в цилиндре

Отличие двигателя FSI, от обыкновенного бензинового двигателя

У обыкновенного бензинового двигателя впрыск топлива происходит в цилиндры двигателя через впускной коллектор. А вот у FSI впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания. Форсунки имеют шесть микроотверстий, которые с очень большой эффективностью распределяют топливо по камере сгорания, в свою очередь воздух подается через специальную заслонку. Благодаря этому топливная смесь получается однородной, что улучшает ее сгорание в цилиндрах двигателя. Благодаря непосредственному впрыску топлива, двигателя FSI превосходят обыкновенные двигатели в динамики разгона, в выбросе вредных веществ в атмосферу (гораздо меньше), а также экономичность такого двигателя лучше, иногда экономия доходит до 25 %.

В отличие от обыкновенного бензинового двигателя, у двигателя FSI, есть контур с повышенным давлением, необходимое давление поддерживает топливный насос нового типа, который забирает топливо из зоны пониженного давления. Надо сказать, что топливный насос регулирует давление исходя из потребности. При ускорении автомобиля давление увеличивается, до 0,5 Мпа, а при спокойном движении, скажем под горку, давление может составлять всего 0,05 Мпа. Управление насосом происходит определенным блоком управления и датчиком низкого давления. Благодаря этим электронным системам в цилиндры двигателя подается нужное количество топлива, ни больше, ни меньше, именно столько сколько нужно. Поэтому переливание топлива, или голодание от топливной смеси здесь исключено. Также есть еще одно преимущество — это двойной впрыск топлива (распределение подаваемого топлива между тактом впрыска и тактом сжатия), нужен для пуска холодного двигателя, когда подается обогащенная топливная смесь, до того времени, как прогреется двигатель и каталитический нейтрализатор.

Компоненты топливной системы. Концепция регулирования подачи насоса

Регулируемый по многопараметровой характеристике одноплунжерный насос подает всегда столько топлива, сколько его впрыскивается через форсунки. Момент начала подачи топлива плунжером рассчитывается блоком управления двигателем в соответствии с требуемым его расходом. В расчетный момент движения плунжера регулятор давления закрывает впускной клапан (Рис.5) после чего начинается подача топлива к форсункам.

Рис.5 Концепция регулирования ТНВД

Ниже приведена диаграмма (Рис. 6), которая разделена на три диапазона. Эти диапазоны соответствуют углу поворота распределительного вала при всасывании, возврате топлива в полость низкого давления и при его нагнетании. На приведенных ниже рисунках каждый рассматриваемый диапазон отмечается серым фоном.

Рис.6 Диаграмма хода плунжера и изменения давления

При ходе всасывания впускной клапан открывается под действием пружины, усилие которой передается на него через толкатель (Рис. 7). В результате этого топливо поступает в надплунжерное пространство в течение всего хода плунжера вниз.

Рис.7 Ход всасывания

Рис. 8 Диаграмма хода всасывания

Возврат топлива в полость низкого давления

Чтобы уравнять подачу топлива насосом с его расходом через форсунки, впускной клапан остается открытым определенное время после начала движения плунжера вверх. Избыточное топливо вытесняется при этом плунжером вновь в полость низкого давления. Создаваемые при этом пульсации давления сглаживаются демпфером в корпусе насоса и дросселем в трубопроводе подвода топлива к нему.

Рис. 9 Возврат топлива в полость низкого давления

Рис. 10 Ход нагнетания топлива

Форсунки высокого давления

Форсунки высокого давления (Рис. 11) установлены на головке цилиндров. Через них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры двигателя.

Форсунки должны обеспечивать хорошее распыление топлива в короткий промежуток времени и в нужный для данного процесса смесеобразования момент. При послойном смесеобразовании топливо должно впрыскиваться преимущественно в зону свечи зажигания, а при работе двигателя на гомогенной стехиометрической или бедной смеси впрыскиваемое топливо должно распределяться возможно равномерно по всему объему камеры сгорания.

Читать еще:  Что такое дармовой двигатель

Рис. 11 Форсунка высокого давления

Впрыск топлива начинается после подачи напряжения на обмотку возбуждения форсунки. Под действием создаваемого током магнитного поля втягивается якорь форсунки, поднимая ее иглу с седла. В результате производится впрыск топлива через форсунку. При прекращении подачи напряжения на обмотку возбуждения магнитное поле исчезает, а игла форсунки возвращается на седло под действием пружины. Впрыск топлива при этом прекращается.

Последствия при выходе форсунки из строя

Неисправность форсунки определяется по пропускам воспламенения, при возникновении которых прекращается подача на нее управляющих сигналов.

Рис. 12 Структура форсунки

После замены форсунки необходимо стереть в памяти прежние параметры согласования и провести согласование новой форсунки с блоком управления. При этом необходимо следовать указаниям по проведению направленного поиска неисправностей.

В заключении хочется сказать, что первый двигатель 1,4 литра (86 л.с.) FSI в 2000 году стал лучшим двигателем в своем классе. А в 2006 году, новый 2,0 литра FSI, опять же признан эталоном.

— имеет лучшую разгонную динамику

— малый выброс вредных веществ в атмосферу

— лучшую экономию топлива, от 15 до 25 %, в отличии от обыкновенного двигателя.

Многие производители, например AUDI. Взяли двигатели FSI себе на вооружение, после модернизации родился турбированный двигатель TFSI, который основан все на том же двигателе. Сейчас линейка насчитывает несколько десятков модификаций от 1,4 литра до 5,2 литра. И устанавливается на модели Volkswagen, AUDI, Skoda, Seat.

Размещено на Allbest.ur

Подобные документы

Назначение топливного насоса высокого давления. Регулятор частоты вращения. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива. План технологических операций ремонта топливного насоса. Организация рабочих мест и техника безопасности при выполнении работ.

курсовая работа [993,8 K], добавлен 19.03.2015

Система подачи топлива в инжекторной системе. Регулятор давления топлива. Порядок сбрасывания давления в системе его подачи. Применение электробензонасоса турбинного типа. Функционирование топливного фильтра. Форсунка системы распределенного впрыска.

презентация [129,8 K], добавлен 18.09.2013

Характеристики системы впрыска с распределительным устройством. Устройство основных элементов системы Common rail. Элементы подачи топлива под низким давлением. Подача топлива под высоким давлением. Фазы впрыска топлива. Топливопроводы высокого давления.

реферат [1,3 M], добавлен 09.01.2011

Конструкция топливной системы дизеля автомобиля. Анализ и отказ ее неисправностей. Методы обеспечения работоспособности. Техническое обслуживание системы питания мотора. Разработка технологического процесса регулировки топливного насоса высокого давления.

курсовая работа [502,9 K], добавлен 23.05.2014

Устройство, назначение, принцип работы топливного насоса высокого давления двигателя Д-243. Схема работы секции топливного насоса. Возможные неисправности и ремонт топливного насоса, его техническое обслуживания. Техника безопасности при ремонте трактора.

курсовая работа [3,4 M], добавлен 14.12.2013

Топливные системы дизеля. Очистка топлива от загрязнителей и впрыскивание его в цилиндры двигателя. Определение диаметра и хода плужнера. Профилирование кулачка. Процесс топливоподачи. Расчет наполнительных и отсечных отверстий, деталей топливного насоса.

дипломная работа [241,3 K], добавлен 19.01.2009

Назначение системы питания дизельного двигателя, схема его работы. Основные причины неисправностей и нарушений в работе насосов низкого давления. Перебои и неравномерность в работе цилиндров двигателя. Проверка герметичности системы питания воздухом.

реферат [2,8 M], добавлен 15.11.2014

Принцип работы мотора FSI, его отличительные особенности

  • Принцип работы мотора FSI, его отличительные особенности
  • Схема работы FSI двигателя
  • Конструкция двигателя
  • Контур низкого давления
  • Контур высокого давления
  • Достоинства двигателя

Технологической инновацией в автопроизводстве стал двигатель FSI. Это японская разработка. Изначальное название — GDI (непосредственный впрыск бензина). Но компания VW взяла эту разработку за основу, и теперь с конвейера сходят двигатели категории FSI. Расшифровка FSI: двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндры. Передовая технология FSI активно используется производителями машин Audi и Mercedes.

  • Схема работы FSI двигателя
  • Конструкция двигателя
    • Контур низкого давления
    • Контур высокого давления
  • Достоинства двигателя

Схема работы FSI двигателя

Двигатель внутреннего сгорания FSI – это бензиновый двигатель, который работает с непосредственным впрыском топлива в цилиндры двигателя. Особенность этих двигателей (сравниваем с карбюратором и инжектором) в порядке подачи топлива в цилиндры двигателя непосредственно на такте сжатия.

Конструкция двигателя

Двигатель состоит из таких основных деталей и систем: блок цилиндров и его головка, кривошипно-шатунный механизм, механизм фазораспределения, впускные и выпускные коллекторы, система подачи топлива. Особенность строения двигателя FSI – это уникальная топливная система. Она состоит из 2 контуров давления: низкого и высокого давления.

Контур низкого давления

Контур низкого давления подразумевает топливный резервуар, топливный насос и фильтр, датчик низкого давления. Главную роль в контуре низкого давления играет топливный насос, потому как он строго дозированно (сигнал поступает от датчика низкого давления) транспортирует топливо под давлением 0,05-0,5 МПа в сам контур высокого давления. Сигнал датчика направляется в блок управления мотором, а оттуда направляется к блоку управления топливным насосом (он меняет обороты вращения насоса и сдавливание в контуре).

Контур высокого давления

Контур высокого давления формирует систему непосредственного впрыска топлива. Вторая ступень подачи топлива (контур) состоит из плунжерного насоса высокого давления с регулировочным клапаном и датчиком высокого давления, который сохраняет требуемое давление в рампе, непосредственно соединенной с форсунками.

Читать еще:  Что такое развал двигателя

Привод насоса высокого давления запускается от распределительных валов за счет кулачков, непосредственно действующих на плунжер. В топливном насосе высокого давления (ТНВД) возникает давление, требуемое для впрыска топлива в цилиндры двигателя на такте сжатия. Бензин в цилиндры подается через форсунки, которые получают команду на открытие от ЭБУ. За счет интенсивного распыления топлива и активного его перемешивания с воздухом, попадающим в цилиндры, образуется качественная рабочая смесь. Это дает возможность полного сгорания топлива и обеспечения максимальной эффективности работы двигателя на разных режимах.

При непосредственном впрыске топлива на разных нагрузках работы мотора происходит несколько видов образования топливной смеси:

Различные типы смесеобразования дают возможность эффективного использования топлива (его полное сгорание из-за качества смесеобразования, повышения мощности, снижения удельного количества вредных выбросов на различных нагрузках работы мотора).

ТНВД формирует необходимое давление бензина в топливной рампе, которое передается на форсунки и, в зависимости от команды ЭБУ, транспортируется в цилиндры двигателя. Регулятор давления, встроенный в ТНВД, обеспечивает необходимое количество подачи топлива без пульсации в рампу и непосредственно к форсункам.

Предохранительный клапан ограждает систему подачи топлива от высоких давлений, возникающих вследствие температурного расширения топлива. Он установлен в рампе. Датчик высокого давления обеспечивает требуемое давление в топливной рампе для достижения качественного распыления топлива в цилиндре двигателя на такте сжатия для образования качественной рабочей смеси.

Слаженную работу всех устройств обеспечивает система электронного управления двигателем. СЭУ состоит из: датчиков, дающих сведения о положении коленчатого вала, валов газораспределительной системы, количества расходования воздуха и его температуры, а также рабочей температуры двигателя, температуры окружающего воздуха; исполнительных устройств и самого электронного блока, выдающего команды на эти приборы.

Разнообразие получаемых топливных смесей позволяет добиться качественной топливной смеси (способствует полному сгоранию, возрастанию мощности двигателя, снижению потребления топлива и, наконец, уменьшению вредных выбросов).

Так, на малых и средних оборотах мотора происходит послойное смесеобразование. При этом типе образования смеси дроссельная заслонка почти целиком открыта. Воздух в двигатель поступает с большой скоростью, впрыск топлива происходит в конце такта сжатия в область искрообразования свечи.

А при высоких оборотах происходит стехиометрическое (легковоспламеняемое) гомогенное (однородное) образование смеси. В этом случае дроссельная заслонка открыта сообразно с размещением педали газа, на такте впуска осуществляется впрыск топлива, и образуется однородная топливная смесь.

Достоинства двигателя

Двигатель FSI с прямым впрыском топлива – инновационная разработка, которая позволила совместить в себе ряд положительных моментов:

• Мотор активно чувствует педаль газа при любых оборотах (это здорово выручает на скоростной трассе).

• Точное время впрыска топлива в камеру сгорания определяется электромагнитным клапаном.

• Угол поворота распредвала 40о позволяет увеличить тягу на начальных и средних оборотах мотора.

• Воздух минимально засоряется вредными выбросами (это обеспечивает рециркуляция отработанных газов).

• Можно сохранить до 15% топлива.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Топливный насос высокого давления

Установлен на корпусе распредвалов и приводится в действие от двойного кулачка на впускном распредвале. ТНВД создает давление в топливной системе около 100 Бар.

Конструкция ТНВД: одноплунжерный насос высокого давления, имеющий регулировку по подаче топлива. Т.е., ТНВД подает в систему такое количество топлива, которое требуется в данный момент или предстоит через определенный промежуток времени.

Предшественник и последователь TFSI

Аббревиатура TFSI расшифровывается как Turbocharged Fuel Stratified Injection и по сути это развитие знаменитого мотора от немецкого автомобильного гиганта, компании Фольксваген, который обозначался он FSI или Fuel Stratified Injection. FSI — бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива, который еще не так давно, встречался на разных автомобилях от немецкого производителя. Это экономичный, достаточно мощный мотор, который пользовался заслуженной любовью автолюбителей.

Но прогресс не стоит на месте, а потому инженеры VW дорабатывали и развивали концепцию двигателя FSI результатом этого развития и стал двигатель TFSI.

Автомобильный агрегат, работающий по технологии FSI, разработан в лаборатории автоконцерна Mitsubishi. Сегодня такие двигатели устанавливаются на многие марки автомобидей различных европейских, японских и американских производителей. Лидером в производстве силовых установок FSI считается немецкая компания Volkswagen. Практически все автомобили, которые они производят, сейчас оснащаются этими агрегатами. Кроме них такие моторы, но в меньших объемах, устанавливают такие автоконцерны, как: Ford, Mazda, BMW, Mercedes-Benz, General Motors, Hyundai, Infiniti.

Основное отличие в конструкции двигателей FSI от других ДВС заключается в подаче топлива под максимально высоким давлением сразу в камеру сгорания. Использование FSI двигателей позволяет снизить расход топлива (примерно на 10-15%) и существенно снижает количество выхлопных газов в окружающую среду.

Важной отличительной чертой системы FSI является наличие 2-х последовательных топливных систем, которые подают бензин. Первая – это система с низким давлением циркулирующего топлива. Она соединяет бензобак, сетчатый фильтр, контрольный датчик, циркуляционный насос, а также трубопровод подачи топлива во вторую систему. Вторая – подает топливо на форсунку, после чего оно распыляется и подается на цилиндры для сжигания, т. е в итоге – для выполнения механической работы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector