Система непосредственного впрыскивания бензина

Статья: Потапов А.И., Грехов Л.В., Малкин А.В. Разработка системы непосредственного впрыскивания бензина для малоразмерного отечественного двигателя // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Машиностроение. Специальный выпуск “Двигатели внутреннего сгорания”. – 2007. — С. 95-102.

А.И. Потапов, Л.В. Грехов, А.В. Малкин

Разработка системы непосредственного впрыскивания бензина для малоразмерного отечественного двигателя.

В двигателях с искровым зажиганием наряду с традиционными системами подачи топлива во впускную систему в последнее десятилетие всё более важное значение приобретают системы непосредственного впрыскивания топлива в цилиндр. Ужесточение норм токсичности отработавших газов с введением в России экологического регламента для автомобильной техники ставит под сомнение возможность дальнейших разработок и производства двухтактных бензиновых двигателей с карбюратором. Радикальных средством снижения расхода бензина и токсичности отработанных газов, в первую очередь именно таких двигателей, является применение систем непосредственного впрыскивания топлива (СНВТ).

Плодотворность идеи подачи топлива после перекрытия выпускных или продувочных каналов двухтактного двигателя настолько очевидна, что её воплощение уже давно назрело. Однако создание и производство таких систем для малолитражных двухтактных двигателей с искровым зажиганием относительно сложно, связано с решением ряда проблем.

Существующие методики расчёта топливоподающей аппаратуры (ТПА) непосредственного действия по заданной характеристике впрыскивания для дизельного двухтактного двигателя позволяют получить весьма приблизительные расчётные данные для проектирования элементов бензиновой топливной аппаратуры. Отсутствие опыта работ с малыми цикловыми подачами, зачастую очень высокие частоты оборотов вала топливного насоса высокого давления (ТНВД), отсутствие возможности хорошего смазывания прецизионных деталей топливом не позволяет подходить к проектированию ТПА для бензиновых двигателей простым масштабированием дизельной. Также очевидно, что необходимое давление впрыскивания в бензиновом двигателе связано со специфическими условиями смесеобразования в нем. А это вносит существенные коррективы в конструкцию топливного насоса высокого давления и форсунки, для доводки ТПА используется компьютерная оптимизация ТПА.

Таким образом, имели место следующие этапы проектирования ТПА:

• формирование технических требований к ТПА на основании анализа требований к двигателю, его конструкции и показателей, а также на основании оптимизации его рабочего процесса;
• первичное определение основных размеров и параметров ТПА;
• компьютерная оптимизация и уточнение параметров ТПА;
• подготовка конструкторской документации;
• изготовление ТПА;
• безмоторные испытания ТПА на топливных стендах;
• моторные стендовые испытания, включая оценки токсичности ОГ;
• испытания на транспортном средстве, включая специальные тесты (экологические, климатические, ресурсные и др.).