Особенности топливного оборудования

Для того, чтобы отработанные газы меньше загрязняли окружающую среди, автомобили оборудуются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало понятно, что их использование является целесообразным только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть если в образовании эмульсии имеются отклонения, то эффективность использования катализатора значительно снижается, именно поэтому со временем производители авто перешли с карбюраторов на инжекторы. Тем не менее, их эффективность также была не особо высокой.

Чтобы система могла в автоматическом режиме корректировать показатели, впоследствии в нее был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика, используется блок управления, это выдает довольно неплохие показатели.

Какие преимущества характерны для таких систем:

1. Возможность увеличения эксплуатационных характеристик силового агрегата. При правильной работе мощность двигателя может быть выше 5% заявленной производителем.
2. Улучшение динамических характеристик авто. Инжекторные моторы достаточно чувствительные по отношению к изменению нагрузок, поэтому они могут самостоятельно корректировать состав горючей смеси.
3. Образованная в правильных пропорциях горючая смесь сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично запускаются при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов. Разумеется, если речь не идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство инжекторной системы подачи топлива

Теперь предлагаем ознакомиться с устройством инжекторной СПТ. Все современные силовые агрегаты оборудуются форсунками, их число соответствует количеству установленных цилиндров, а между собой эти детали соединяются с помощью рампы. Само горючее в них содержится под невысоким давлением, которое создается благодаря насосному устройству. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго открыта форсунка, а это, в свою очередь, контролируется управляющим модулем.

Для корректировки блок получает показания с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными устройствами:

1. Расходомер или ДМРВ. Его предназначение заключается в определении наполненности цилиндра двигателя воздухом. Если в системе имеются неполадки, то его показания блок управления игнорирует, а для формирования смеси использует обычные данные из таблицы.
2. ДПДЗ — положения дросселя. Его назначение заключается в отражении нагрузки на мотор, которая обусловлена положением дроссельной заслонки, оборотами мотора, а также цикловым наполнением.
3. ДТОЖ. Контроллер температуры антифриза в системе позволяет реализовать управления вентилятором, а также произвести регулировку подачи горючего и зажигания. Разумеется, все это корректирует блок управления, основываясь на показаниях ДТОЖ.
4. ДПКВ — положения коленвала. Его назначение заключается в синхронизации работы СПТ в целом. Устройство осуществляет расчет не только оборотов силового агрегата, но и положения вала в определенный момент. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно, его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
5. Лямбда-зонд или кислородный датчик. Он используется для определения объема кислорода в выхлопных газах. Данные от этого устройства поступают на управляющий модуль, который, основываясь на них, производит корректировку горючей смеси (автор видео — Avto-Blogger.ru).

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

Что такое Джетроник, какие бывают виды СПТ бензиновых двигателей?

Предлагаем более подробно ознакомиться с вопросом разновидностей:

1. СПТ с центральным впрыском. В данном случае бензин подача бензина реализуется благодаря форсункам, находящимся во впускном коллекторе. Так как форсунка используется только одна, такие СПТ также называются моовпрысками. В настоящее время такие СПТ не актуальны, поэтому в более современных авто они попросту не предусмотрены. К основным достоинствам таких систем относятся простота эксплуатации, а также высокая надежность. Что касается минусов, то это пониженная экологичность мотора, а также довольно высокий расход горючего.
2. СПТ с распределенным впрыском или К-Джетроник. В таких узлах предусматривается подача бензина отдельно на каждый цилиндр, который оборудован форсункой. Сама горючая смесь формируется во впускном коллекторе. На сегодняшний день большая часть силовых агрегатов оборудуются именно такими СПТ. К их основным достоинствам можно отнести довольно высокую экологичность, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования по отношению к качеству потребляемого бензина.
3. С непосредственным впрыском. Такой вариант считается одним из наиболее прогрессивных, а также совершенных. Принцип действия данной СПТ заключается в прямом впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие СПТ дают возможность добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процедуру сгорания смеси и во многом повысить эффективность работы ДВС и его мощность. Ну и, разумеется, снизить объем отработавших газов. Но нужно учитывать, что такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, более сложную конструкцию, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
4. СПТ с комбинированным впрыском. Данный вариант является, по сути, результатом объединения СПТ с распределенным и непосредственным впрыском. Как правило, он используется для того, чтобы снизить объем токсичных веществ, вбрасываемых в атмосферу, а также отработанных газов. Соответственно, используется он для повышения показаний экологичности мотора.
5. Система L-Джетроник еще использовалась в бензиновых двигателях. Это система попарного впрыска топлива.

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Виды систем впрыска дизельных ДВС

Основные виды СПТ в дизельных двигателях:

1. Насос-форсунки. Такие СПТ используются для подачи, а также дальнейшего впрыска образованной эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основной особенностью таких СПТ является то, что насос-форсунки выполняют опции образования давления, а также непосредственно впрыска. Такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оборудованном специальным приводом постоянного тип от распределительного вала силового агрегата. Этот узел является не отключаемым, соответственно, он способствует повышенному износу конструкции в целом.
2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей отдают предпочтение СПТ типа Common Rail или аккумуляторного впрыска. Такой вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. СПТ имеет такое название в результате использования топливной рамы — основного элемента конструкции. Рампа используется одна для всех форсунок. В данном случае подача топлива осуществляется к форсункам от самой рампы, она может называться аккумулятором повышенного давления.
   Подача горючего осуществляется в три этапа — предварительный, основной, а также дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрации при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе возгорания смеси. Кроме того, это также позволяет и снизить объем вредоносных выбросов в окружающую среду.

Вне зависимости от вида СПТ, дизельные агрегаты тоже управляются с помощью электронных либо механических устройств. В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объема составляющих смеси и момента впрыска. Что касается электронных вариантов, то они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

 Загрузка …

Видео «Управление системой впрыска топлива»

Как производится управления работой СПТ — наглядный урок представлен в ролике ниже (автор видео — Михаил Нестеров).

Была ли эта статья полезна?

Спасибо за Ваше мнение!

Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Да (100.00%)

Нет

Система подачи топлива инжектор — особенности

Предлагая в аренду технику разнообразного калибра, база активного отдыха BRP-Trek поддерживает ее техническое состояние на высшем уровне. Безопасность движения на любом транспорте зависит от его обслуживания. В данной статье рассмотрим одну из востребованных систем подачи топлива, внедряемую, в том числе в технику для экстремального отдыха.

Инжектор или что-то другое?

Современная техника в основе своей закладывает три системы подачи топлива. Различаются они по функционалу смешивания непосредственно топлива с воздухом. Инжекторная, аккумуляторная и для карбюраторных двигателей – каждое из этих направлений развивается в достаточной степени, чтобы внедряться в новинки. Нас же интересует та система, которая позволяет значительно уменьшить расход топлива, а также увеличивает мощность двигателя – что для спортивных моделей мотоциклов, багги и прочих агрегатов достаточно актуальна.

Особенности инжекторной системы

Если вкратце – подача топлива в подобной схеме осуществляется за счет форсунок (одной или нескольких), посредством которых оно принудительно подается в цилиндр и впускной коллектор. В зависимости от схемы, сложности двигателя различают системы моновпрыска и распределенного впрыска, использующие соответственно одну или несколько форсунок. Причем моновпрыск на сегодняшний день отходит на второй план за счет несоответствия экологическим требованиям по качеству топлива.

Самостоятельное устранение неполадок в инжекторных двигателях

Техника, принимаемая в аренду, всегда находится в качественном состоянии, контроль и техническое обслуживание проводится своевременно и с завидной периодичностью.

• повышенный расход топлива;
• потеря мощность;
• отсутствие стабильности в оборотах;
• детонация.

Все эти нюансы указывают на то, что с инжекторным двигателем происходят какие-то неполадки. Самостоятельная диагностика, особенно для непрофессионалов рекомендуется редко. Но в случае острой необходимости или желания самостоятельно разобраться с собственным агрегатом (это касается владельцев), есть ряд тонкостей, рекомендуемых профессиональными мастерами:

• постоянная активация индикатора «Check Engine» должна оповестить владельца о возможной неисправности;
• в первую очередь нужно проверить чистоту воздушного фильтра;
• можно заменить неисправный топливный фильтр;
• вариант – прочистить форсунки.

Замена топливного фильтра на первый взгляд кажется сложной задачей, но с ней можно справиться. Снимается люк под задним сиденьем, отключается бензонасос в топливном баке (этим же сбрасывается давление топливной магистрали), отключается разъем погружного насоса, двигатель заводится и ждем пока выгорит топливо в магистрали, после чего двигатель заглохнет. Работа со стартером позволит удалить остатки бензина из форсунок. Фильтр можно менять.

Ещё одна беда – засор форсунок. В профессиональных условиях предлагаются два способа – ультразвуковой и промывочный (смесь керосина и сольвента). Подобная процедура избавит компоненты от нагара и прочих загрязнений. Если же агрегат достаточно новый – можно приобрести специальную жидкость для очистки инжектора, которая заливается непосредственно в бензобак (такой путь профилактический и должен проводиться регулярно, либо не проводиться вообще).

Диагностика инжектора на квадроциклах и снегоходах

С любыми техническими проблемами, особенно без особых навыков их устранения, лучше обращаться к профессионалам. Это даст гарантию работоспособности техники, безопасности ее использования. Квалифицированный персонал базы активного отдыха BRP-Trek всегда готов оказать посильные услуги по техническому обслуживанию обычной и специализированной техники.

Теория двигателя

Впрыск топлива через порт размещает топливную форсунку непосредственно над впускным клапаном во впускном отверстии головки блока цилиндров. Это был автомобильный стандарт с 1980-х годов и архитектура, наиболее подходящая для устаревших авиационных двигателей EFII, SDS, Precision Airmotive и других. (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 слышим «впрыск топлива» сегодня, мы мысленно по умолчанию «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 есть у нас в авиации (за исключением более новых систем послепродажного обслуживания).

Электронная топливная форсунка 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, к чему производитель двигателя может легко приблизиться, 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 главного 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 заткнуть 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 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 этикетку «впрыск топлива», система EFI, известная нам по автомобилям, полностью отличается от стандартного авиационного механического впрыска 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, а 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 обусловлена ​​проблемами выбросов и переходной характеристикой (изменениями оборотов двигателя).

В то время как в электронных форсунках используется 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 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 гораздо 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 режиме периодического возгорания, 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 легкой 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) выпускает ровный, густой поток бензина с давлением 3 фунта на кв. 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 эффекта 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

Забегая вперед, 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 (без ручки управления смесью), более легкий запуск, более плавная работа, лучшая экономия топлива, большая мощность на высоте (меньше осечек и регулируемое время зажигания), беспроблемный крейсерский режим на обедненных пиках и меньшее загрязнение свечей зажигания (на ровной поверхности). эксплуатации) это все преимущества. Тем не менее, такие системы более дороги и относительно не испытаны в самолетах. В краткосрочной перспективе финансовая реальность показывает, что у устаревших авиационных систем впуска еще много времени, когда дело доходит до наддува наших простых двигателей с постоянными оборотами. В долгосрочной перспективе марш прогресса продолжится.

Cessna Flyer Association — Знакомство с системой впрыска топлива Lycoming

Двигатели с впрыском топлива уже много лет используются в автомобилях и приобретают все большую популярность в авиации общего назначения.

Системы впрыска топлива имеют ряд преимуществ перед карбюраторными системами. При впрыске топлива каждый цилиндр получает почти одинаковое количество топлива. Это помогает каждому цилиндру выдавать равную мощность. Это, в свою очередь, делает работу двигателя более плавной и эффективной.

Напротив, карбюраторные системы имеют тенденцию иметь цилиндры, которые работают немного на обогащенной или обедненной смеси по сравнению с остальными из-за разной длины впускных труб.

Двигатели с впрыском топлива намного легче запустить, когда двигатель холодный, потому что каждый цилиндр заполняется одинаковым количеством топлива.

Системы впрыска топлива также свободны от угрозы обледенения карбюратора.

Системы впрыска топлива имеют несколько недостатков по сравнению с карбюраторными системами. Двигатели с впрыском топлива могут плохо запускаться в горячем состоянии. После останова в жаркие летние месяцы они обычно требуют «затопленного» запуска с полностью обедненной смесью и полного открытия дроссельной заслонки, когда двигатель прокручивается. Этот процесс может разочаровать людей, незнакомых с особенностями двигателей с впрыском топлива.

Система впрыска топлива также очень нетерпима даже к малейшим частицам грязи или мусора в трубопроводах или форсунках.

Карбюраторные системы обычно легко запускаются при горячем двигателе. Кроме того, они по своей конструкции немного лучше переносят примеси, чем системы впрыска топлива.

Владельцы самолетов, которые летают за двигателями с впрыском топлива, скорее всего, прослужат долгие годы надежной и эффективной работы. Мудрые владельцы все равно должны хотеть знать, что находится под капотом, чтобы быстро и легко устранять проблемы с их системой впрыска.

Основные части системы впрыска топлива

Основными частями типичной системы впрыска топлива являются топливный насос с приводом от двигателя, блок управления подачей топлива/воздуха (топливный сервопривод), распределитель топлива (делитель потока) с соответствующими топливопроводами. и сами топливные форсунки. Большинство самолетов также имеют электрический подкачивающий топливный насос, который обеспечивает давление топлива для запуска и в качестве аварийного резерва.

Топливный насос с приводом от двигателя предназначен для обеспечения постоянного давления топлива на входе топливного сервопривода.

Топливный сервопривод

Топливный сервопривод представляет собой узел дозирования топлива и воздуха в системе впрыска топлива.

Подача воздуха во впускные патрубки цилиндров двигателя регулируется через корпус дроссельной заслонки и дроссельную заслонку в сервоприводе. Движения дроссельной заслонки пилота напрямую контролируют количество воздуха, поступающего в двигатель. Этот дроссельный клапан похож на дроссельный клапан в карбюраторе. Корпус дроссельной заслонки выполнен с трубкой Вентури внутри; опять же, как в карбюраторе.

Тем не менее, трубка Вентури в топливном сервоприводе предназначена только для настройки давления воздуха во внутренней камере в секции управления подачей топлива сервопривода, а не для обеспечения всасывания сопла для выпуска топлива, как это происходит в карбюраторе.

Поток топлива регулируется шаровым клапаном топливного сервопривода, расположенным в части регулятора топлива сервопривода. Шаровой кран регулируется серией диафрагм и пружин. Диафрагмы используются для того, чтобы противодействующие давления входящего (ударного) воздуха по сравнению с воздухом Вентури и измеряемого по сравнению с неизмеряемым давлением топлива постоянно регулировали количество топлива, подаваемого к форсункам.

Как показано на фото Н (справа), в переднем корпусе автоматического регулятора смеси (АМС) топливного сервопривода имеется отверстие для ударного давления воздуха. Форма корпуса создает трубку Вентури для корпуса дроссельной заслонки.

Давление ударного воздуха направляется через ударные трубки от отверстия в передней части корпуса дроссельной заслонки (перед трубкой Вентури) в закрытую камеру на одной стороне диафрагмы. Воздух из секции Вентури низкого давления корпуса дроссельной заслонки направляется в камеру на противоположной стороне диафрагмы.

По мере того, как поток воздуха через корпус дроссельной заслонки увеличивается или уменьшается с помощью управления дроссельной заслонкой пилота, давление воздуха в самой трубке Вентури увеличивается или уменьшается обратно пропорционально. По мере увеличения потока воздуха давление Вентури падает. По мере уменьшения воздушного потока давление Вентури возрастает. Разница давлений между ударным воздухом (который остается постоянным, за исключением атмосферных изменений) и воздухом Вентури заставляет диафрагму между двумя камерами слегка перемещаться всякий раз, когда происходит изменение давления воздуха с одной или другой стороны. Эта разница в давлении между ударным давлением воздуха и давлением Вентури в топливном сервоприводе известна как «сила дозирования воздуха».

Шаровой топливный сервоклапан в топливном регуляторе прикреплен к диафрагме таким образом, что он перемещается в более открытое или закрытое положение по мере того, как диафрагма перемещается в ответ на силу дозирования воздуха. Обратите внимание, что давление воздуха в трубке Вентури является основным фактором, определяющим степень открытия сервоклапана в любой момент времени.

Поток топлива

Топливо поступает от топливного насоса с приводом от двигателя через дозирующий жиклер в топливном сервоприводе. Открытие дозирующей струи управляется ручным регулятором смеси пилота. Это топливо считается «отмеренным» по давлению топлива. Он подается в камеру регулятора подачи топлива внутри топливного сервопривода. Отдельная линия неизмеряемого давления топлива отсоединяется до того, как топливо достигает дозирующего жиклера, и направляется в другую камеру регулятора топлива. Эта нерегулируемая камера давления топлива отделена от камеры измерения давления топлива диафрагмой.

Поскольку изменение давления в трубке Вентури вызывает движение сервоклапана, оно также вызывает движение между дозируемой и нерегулируемой топливными камерами. потому что сервоклапан работает совместно с обеими диафрагмами.

Уменьшение давления Вентури (увеличение открытия дроссельной заслонки и дроссельной заслонки) вызывает небольшое перемещение сервоклапана в сторону более открытого положения до тех пор, пока измеренное давление топлива не увеличится до точки, при которой сервоклапан перестанет открываться и останется в положении его новая, более открытая позиция. Повышенное давление Вентури (уменьшение открытия дроссельной заслонки и дроссельной заслонки) приводит к перемещению сервоклапана в более закрытое положение до тех пор, пока уменьшенное измеренное давление топлива не заставит клапан перестать двигаться и он останется в немного более закрытом положении.

Этот процесс определяет количество топлива, подаваемого к форсункам при всех настройках дроссельной заслонки.

Автоматический контроль смеси

AMC помогает поддерживать постоянное соотношение топливно-воздушной смеси, регулируя перепад давления между ударным давлением воздуха и давлением воздуха Вентури. Он обеспечивает переменную диафрагму между ударным давлением воздуха и давлением воздуха в трубке Вентури, тем самым изменяя ту же «силу дозирования воздуха», о которой говорилось выше. AMC не заменяет ручной контроль смеси пилотом; он работает в связке с ним.

Делитель потока

Из секции топливного регулятора топливного сервопривода топливо направляется к делителю потока. Делитель потока, который некоторые механики называют «пауком» из-за его формы, установлен сверху двигателя. Он обеспечивает центральную точку распределения топлива по каждой топливной магистрали и форсунке. Делитель потока имеет подпружиненную диафрагму, которая открывается под давлением топлива от топливного сервопривода и закрывается, когда поток топлива прекращается. Эта установка обеспечивает принудительное отключение всех цилиндров одновременно при останове. (См. фото 01 и 02, стр. 26.)

Топливопроводы и форсунки

Топливопроводы, соединяющие делитель потока с форсунками, представляют собой жесткие линии из нержавеющей стали.

Последним звеном в потоке топлива к каждому цилиндру является сама топливная форсунка. Топливные форсунки изготовлены из латуни и очень просты по своей конструкции. Форсунка представляет собой полую маленькую трубку с калиброванным отверстием на выходе и парой ограничителей, уменьшающих внутренний диаметр трубки. Каждая форсунка откалибрована для обеспечения максимального расхода топлива, необходимого при полностью открытой дроссельной заслонке на нагнетательном конце. На противоположном конце форсунок имеется гнездо для топливопровода. В самих форсунках нет внутренних движущихся частей.

Некоторые форсунки состоят из двух частей и имеют съемную центральную часть. Эти детали должны храниться вместе как комплект каждый раз, когда форсунки снимаются.

Сопло также предназначено для смешивания топлива с воздухом для распыления топлива и превращения его в горючее. Двигатели без наддува имеют сетку для выпуска воздуха снаружи сопла, в то время как самолеты с турбонаддувом имеют герметичное соединение, которое вентилирует воздушную камеру сопла до «давления на верхней палубе» турбонаддува (давление на выходе компрессора турбонагнетателя). (См. фото 03 и 04 на стр. 26.)

Как в конфигурациях с наддувом, так и в конфигурациях с турбонаддувом давление во впускном коллекторе немного ниже, чем давление в воздухозаборной камере форсунки, поэтому воздух постоянно всасывается через воздухозаборник в коллектор. (См. фото 05, стр. 26.)

Техническое обслуживание и устранение неисправностей системы впрыска топлива

Большую часть времени системы впрыска топлива работают безотказно. Когда проблема возникает в системе впрыска топлива, она часто носит непостоянный характер, и иногда ее бывает трудно определить поначалу.

Плохо работающие двигатели обычно достаточно просто диагностировать. Обычно виноват дефект в системе зажигания, такой как загрязненная свеча зажигания или неправильная синхронизация магнето, но иногда виновником является неисправность в топливной системе. Если система зажигания была исключена, пришло время проверить, как двигатель получает топливо.

Большинство механиков начинают с сопел и работают в обратном направлении, пока не будет найден источник проблемы.
Засорение топливных форсунок

Когда проблема возникает в системе впрыска топлива, она обычно вызвана небольшими частицами грязи или мусора, которые частично засоряют линию или форсунку. Если одна или несколько форсунок засоряются, давление топлива увеличивается, поскольку сервопривод продолжает подавать одно и то же количество топлива.

Расходомер топлива в кабине показывает расход топлива в галлонах в час; но это число получено из показаний давления топлива на делителе потока. При засорении одной или нескольких форсунок на манометре можно увидеть увеличение расхода топлива, даже если настройки дроссельной заслонки остаются неизменными. Более высокое давление в делителе, вызванное забитой форсункой, проявляется в виде более высоких расходов на расходомере топлива. Индикация увеличенного расхода топлива вместе с неравномерно работающим двигателем указывает на то, что одна или несколько форсунок могут быть частично или полностью забиты.

Причина шероховатости проста; цилиндр с забитой форсункой получает достаточно топлива только для периодической работы.

Это можно проверить, если на самолете установлены датчики EGT на каждом цилиндре. На цилиндре(ах) с частично забитыми форсунками выхлопные газы будут более горячими, чем на других цилиндрах; свидетельство того, что цилиндр работает слишком бедно.

 Простой способ проверить наличие ограничений (проверка расхода) каждой форсунки и линии — снять все форсунки с цилиндров. Топливопроводы следует разжимать по мере необходимости, чтобы обеспечить достаточную слабину, чтобы они не погнулись и не повредились в процессе. После снятия форсунок снова подключите каждую из них к соответствующей линии подачи топлива.

Поместите каждую насадку в небольшую прозрачную чашку или банку с маркировкой для соответствующего цилиндра. Попросите кого-нибудь в кабине включить главный выключатель и подкачивающий топливный насос с обогащенной смесью. Медленно продвигайте дроссельную заслонку от холостого хода до полного и обратно, пока кто-то еще наблюдает за выходом форсунок. У каждого должен быть примерно одинаковый поток.

Затем снимите банки, не пролив топливо. Сравните уровень топлива в стаканчиках. Частично забитая линия или форсунка должны иметь стакан с более низким уровнем топлива, чем остальные. (См. фото 06, 07 и 08 на стр. 28.)

Инструкция по обслуживанию Lycoming 1275C содержит инструкции по очистке сопла. Сопло необходимо очистить ацетоном или МЭК и продуть сжатым воздухом. В выпускном отверстии нельзя использовать кирки или острые инструменты, иначе оно будет деформировано.

Если какое-либо сопло или линия постоянно засоряются и быстро засоряются даже после очистки, возможно, лучше заменить и линию, и сопло. Даже если линия или сопло были очищены, микроскопические частицы или мусор часто остаются и смещаются при последующем использовании, снова забивая сопло.

Будьте осторожны при снятии и установке топливных форсунок. Форсунка ввинчивается во впускной коллектор каждого цилиндра. Пленум расположен за пределами камеры сгорания цилиндра, во впускном коллекторе перед впускным клапаном.

Конец сопла, который ввинчивается в цилиндр, имеет трубную трубную резьбу с мелким конусом. Впускной коллектор алюминиевый, и приемная резьба в нем тоже алюминиевая. Очень легко случайно перепутать резьбу или перетянуть сопло. В этом случае алюминиевая резьба в цилиндре легко повреждается. (см. фото 09, стр. 28.)

Как правило, форсунки следует ввинчивать вручную, а затем затягивать с максимальным усилием от 40 до 60 дюйм-фунтов. Если резьба действительно сильно повреждена в головке блока цилиндров, это может быть дорогостоящим ремонтом; возможно придется снять цилиндр. Кроме того, чрезмерное затягивание накидной гайки на входящем топливопроводе может легко повредить относительно мягкую латунную резьбу на форсунке или повредить впускное отверстие форсунки.

Грязный экран воздухоотводчика форсунки

Грязная сетка для выпуска воздуха на форсунке вызывает более высокий, чем обычно, расход топлива из форсунки. Всасывание коллектора, которое всегда постоянно на выпускном конце форсунки, не имеет воздухозаборника, чтобы немного уменьшить его. Топливный сервопривод выбрасывает такое же количество топлива, но когда одна форсунка протягивает больше своей доли, остальные форсунки работают слишком бедно.

Это может привести к неравномерному холостому ходу, показателю расхода топлива ниже нормального и более высокому, чем обычно, увеличению оборотов двигателя при прекращении подачи смеси. Для справки, нормальный рост оборотов при отключении обычно составляет от 25 до 50 об/мин. (См. фото 10 на стр. 28.)

Топливопроводы и хомуты

Топливопроводы склонны к растрескиванию при слишком сильной вибрации, поэтому их обычно зажимают в нескольких точках по длине, чтобы свести к минимуму тряску или изгибание.

Хомуты сильно нагреваются, а резиновая прокладка в них со временем высыхает и сжимается, что позволяет топливным магистралям немного трястись внутри ослабленных хомутов. У Lycoming есть AD, который требует повторных проверок хомутов и топливопроводов на герметичность и безопасность, а также замену неисправных хомутов. (См. фото 11, стр. 28.)

Линии снабжены накидными гайками с резьбой, которая легко срывается, если гайка перетянута. Они должны быть затянуты от руки плюс примерно от 1/6 до 1/12 оборота (от половины до одной плоскости) больше при использовании гаечного ключа для затягивания. Новые топливопроводы на замену представляют собой прямые узлы, которые необходимо изогнуть и придать форму, чтобы они соответствовали заменяемому старому трубопроводу.

Центральное уплотнение топливного сервопривода

Негерметичное центральное уплотнение на главном топливном сервоприводе приводит к тому, что вся система работает на переобогащенной смеси; настолько, что двигатель тяжело заглушить регулятором смеси.

Чтобы проверить, не прогорело ли центральное уплотнение, из-за которого топливо попадает в воздушные камеры сервопривода, отсоедините топливный шланг между топливным сервоприводом и делителем потока. Легче всего добраться до делителя потока. Плотно установите заглушку в линию, чтобы герметизировать ее. Удалите достаточное количество впускного воздуховода, чтобы можно было наблюдать ударные трубы, и включите подкачивающий насос с полностью обогащенной смесью и максимальными настройками дроссельной заслонки. Если топливо выходит из ударных трубок, центральное уплотнение негерметично, и сервопривод необходимо отправить на ремонт. Голубые пятна топлива вокруг ударных трубок также указывают на негерметичность центрального уплотнения.

Экран входа топлива

Если на сервоприводе и вокруг него наблюдаются синие пятна, причина кроется в негерметичном уплотнении и нет необходимости идти дальше (и вытягивать экран входа топлива), потому что для ремонта потребуется снять весь сервопривод .

Однако, если топливный сервопривод работает хаотично, но очевидных утечек не наблюдается, следующим местом для проверки является сетчатый фильтр на входе топлива. Забитый экран приведет к тому, что система будет работать слишком бедно.

Этот экран также следует периодически снимать и чистить в рамках текущего обслуживания. Экран следует очистить растворителем, например ацетоном, и продуть сжатым воздухом. (См. фото 12 и 13 на стр. 31.)

Если экран снимается для устранения неполадок в работе сервопривода подачи топлива, перед очисткой его следует постучать открытой стороной вниз по чистому полотенце, чтобы можно было проверить наличие загрязнений.

Дренажный клапан нижнего впускного коллектора

Наконец, если предыдущие шаги не помогли определить источник проблемы, стоит проверить слив нижнего впускного коллектора. Дренаж изготовлен из латуни и имеет односторонний обратный клапан, позволяющий сливать лишнее топливо и масло из впускного коллектора, не допуская попадания воздуха во впускной коллектор. Неисправность обратного клапана может привести к нестабильной работе двигателя.

Пилоты и владельцы, эксплуатирующие двигатели с впрыском топлива, возможно, уже знакомы с преимуществами этого типа системы, но все же должны уметь различать ее части, их функции и то, как они сочетаются друг с другом. Эта статья должна дать вам хорошее представление о многих частях системы впрыска топлива Lycoming.

Узнайте свой FAR/AIM и проконсультируйтесь со своим механиком перед началом любой работы. Всегда получайте инструкции от A&P, прежде чем приступать к профилактическому обслуживанию.

Жаклин Шип выросла в авиационной школе; ее отец был летным инструктором.