أنظمة وقود محركات البنزين والديزل
محتوى
يوفر نظام الطاقة الوظيفة الرئيسية لمحطة الطاقة - توصيل الطاقة من خزان الوقود إلى محرك الاحتراق الداخلي (ICE) الذي يحولها إلى حركة ميكانيكية. من المهم تطويره بحيث يتلقى المحرك دائمًا البنزين أو وقود الديزل بالكمية المناسبة ، لا أكثر ولا أقل ، في جميع أوضاع التشغيل الأكثر تنوعًا. وإذا أمكن ، احفظ المعلمات الخاصة بك لأطول فترة ممكنة دون فقدان دقة العمل.
الغرض من نظام الوقود وتشغيله
على أساس موسع ، يتم تقسيم وظائف النظام إلى النقل والجرعات. تشمل المعدات الخاصة بالأول ما يلي:
- خزان وقود حيث يتم تخزين إمدادات البنزين أو وقود الديزل ؛
- مضخات معززة بضغوط مخرج مختلفة ؛
- نظام ترشيح للتنظيف الخشن والناعم ، مع أو بدون خزانات الترسيب ؛
- خطوط الوقود من الخراطيم وخطوط الأنابيب المرنة والصلبة المزودة بتركيبات مناسبة ؛
- أجهزة إضافية للتهوية واستعادة البخار والسلامة في حالة وقوع حوادث.
يتم تنفيذ جرعات الكمية المطلوبة من الوقود بواسطة أنظمة ذات مستويات مختلفة من التعقيد ، وتشمل هذه:
- المكربن في المحركات المتقادمة ؛
- وحدات التحكم في المحرك مع نظام من أجهزة الاستشعار والمحركات ؛
- الوقود عن طريق الحقن؛
- مضخات الضغط العالي بوظائف الجرعات ؛
- الضوابط الميكانيكية والهيدروليكية.
يرتبط إمداد الوقود ارتباطًا وثيقًا بتزويد المحرك بالهواء ، ولكن لا تزال هذه أنظمة مختلفة ، لذلك لا يتم الاتصال بينهما إلا من خلال وحدات التحكم الإلكترونية ومشعب السحب.
تنظيم توريد البنزين
يختلف نظامان اختلافا جوهريا عن التركيب الصحيح لمزيج العمل - المكربن ، حيث يتم تحديد معدل إمداد البنزين من خلال سرعة تدفق الهواء الذي تمتصه المكابس ، والحقن تحت الضغط ، حيث يراقب النظام فقط تدفق الهواء وأنماط المحرك ، مع جرعات الوقود من تلقاء نفسها.
الكربوراتور
إن إمداد البنزين بمساعدة المكربن قد عفا عليه الزمن بالفعل ، لأنه من المستحيل الامتثال للمعايير البيئية. حتى استخدام الأنظمة الإلكترونية أو الفراغية في المكربن لم يساعد. الآن لا يتم استخدام هذه الأجهزة.
كان مبدأ تشغيل المكربن هو أن يمر عبر ناشراته تيارًا هوائيًا موجهًا إلى مشعب السحب. تسبب تضييق الملامح الخاص للناشرات في انخفاض الضغط في الهواء النفاث بالنسبة للضغط الجوي. بسبب الانخفاض الناتج ، تم توفير البنزين من الرشاشات. كانت كميته محدودة من خلال إنشاء مستحلب الوقود في التركيبة المحددة من خلال مزيج من الوقود والطائرات النفاثة.
تم التحكم في المكربنات من خلال تغييرات طفيفة في الضغط اعتمادًا على معدل التدفق ، وكان مستوى الوقود في حجرة العوامة ثابتًا فقط ، والذي تم الحفاظ عليه عن طريق ضخ وإغلاق صمام إغلاق المدخل. كان هناك العديد من الأنظمة في المكربن ، كل منها مسؤول عن وضع المحرك الخاص به ، من بدء التشغيل إلى الطاقة المقدرة. كل هذا نجح ، لكن جودة الجرعات أصبحت في النهاية غير مرضية. كان من المستحيل ضبط الخليط بدقة ، وهو أمر ضروري للمحولات الحفازة لغاز العادم الناشئة.
حقن الوقود
للحقن بالضغط الثابت مزايا أساسية. يتم إنشاؤه بواسطة مضخة كهربائية مثبتة في الخزان مع منظم متكامل أو بعيد ويتم صيانته بالدقة المطلوبة. قيمته في حدود عدة أجواء.
يتم توفير البنزين للمحرك عن طريق الحقن ، وهي عبارة عن صمامات ذات ملف لولبي مع البخاخات. يتم فتحها عندما تتلقى إشارة من نظام التحكم الإلكتروني في المحرك (ECM) ، وبعد وقت محسوب يتم إغلاقها ، وتطلق بالضبط كمية الوقود المطلوبة لدورة محرك واحدة.
في البداية ، تم استخدام فوهة واحدة ، بدلاً من المكربن. كان يسمى هذا النظام بالحقن المركزي أو الحقن الفردي. لم يتم القضاء على جميع أوجه القصور ، لذلك تحتوي الهياكل الأكثر حداثة على فوهات منفصلة لكل أسطوانة.
يتم تقسيم أنظمة الحقن الموزع والمباشر حسب موقع الفتحات. في الحالة الأولى ، تقوم الحاقنات بتزويد الوقود إلى مشعب السحب ، بالقرب من الصمام. في هذه المنطقة ، تزداد درجة الحرارة. لا يسمح المسار القصير إلى غرفة الاحتراق بتكثيف البنزين ، وهو ما يمثل مشكلة مع حقنة واحدة. بالإضافة إلى ذلك ، أصبح من الممكن ضبط التدفق على مراحل ، وإطلاق البنزين بشكل صارم في اللحظة التي يتم فيها فتح صمام السحب لأسطوانة معينة.
يعمل نظام الحقن المباشر بشكل أكثر كفاءة. عندما تكون الفوهات موجودة في الرؤوس ويتم إدخالها مباشرة في غرفة الاحتراق ، فمن الممكن استخدام أحدث الطرق للحقن المتعدد في دورة واحدة أو دورتين ، والاشتعال متعدد الطبقات والدوران المعقد للخليط. يؤدي ذلك إلى تحسين الكفاءة ، ولكنه يؤدي إلى حدوث مشكلات تتعلق بالموثوقية تؤدي إلى ارتفاع تكلفة الأجزاء والتجمعات. على وجه الخصوص ، نحتاج إلى مضخة عالية الضغط (مضخة وقود عالية الضغط) ، وفوهات خاصة ، والتأكد من أن مجرى السحب يتم تنظيفه من الملوثات عن طريق نظام إعادة التدوير ، لأنه الآن لا يتم توفير البنزين في المدخول.
معدات الوقود لمحركات الديزل
التشغيل باستخدام زيت الوقود الثقيل بالاشتعال بالضغط له خصائصه الخاصة المرتبطة بصعوبات الانحلال الدقيق وضغط الديزل العالي. لذلك ، فإن معدات الوقود لها القليل من القواسم المشتركة مع محركات البنزين.
مضخة حقن منفصلة ووحدة الحقن
يتم إنشاء الضغط العالي المطلوب للحقن عالي الجودة في الهواء الساخن المضغوط للغاية بواسطة مضخات الوقود عالية الضغط. وفقًا للمخطط الكلاسيكي ، بالنسبة لمغاطسها ، أي أزواج المكابس المصنوعة بأدنى حد من الخلوص ، يتم توفير الوقود بواسطة مضخة معززة بعد التنظيف الشامل. يتم تشغيل الغطاس بواسطة المحرك من خلال عمود الحدبات. تقوم نفس المضخة بأداء الجرعات عن طريق تدوير الغطاسات من خلال رف تروس متصل بالدواسة ، ويتم تحديد لحظة الحقن بسبب التزامن مع أعمدة توزيع الغاز ووجود منظمات آلية إضافية.
يتم توصيل كل زوج من المكابس عن طريق خط وقود عالي الضغط بالحقن ، وهي عبارة عن صمامات بسيطة محملة بنابض تؤدي إلى غرف الاحتراق. لتبسيط التصميم ، يتم استخدام ما يسمى بحقن المضخات في بعض الأحيان ، والتي تجمع بين وظائف مضخات الوقود عالية الضغط والرشاشات بسبب محرك الطاقة من حدبات عمود الكامات. لديهم الغطاسات والصمامات الخاصة بهم.
نوع الحقن الرئيسي السكك الحديدية المشتركة
أصبح مبدأ التحكم الإلكتروني للفوهات المتصلة بخط الضغط العالي المشترك أكثر كمالا. يحتوي كل منهم على صمام كهربائي هيدروليكي أو كهربائي انضغاطي يفتح ويغلق بأمر من الوحدة الإلكترونية. يتم تقليل دور مضخة الحقن فقط للحفاظ على الضغط المطلوب في السكة ، والذي ، وفقًا لهذا المبدأ ، يمكن أن يصل إلى 2000 ضغط جوي أو أكثر. هذا جعل من الممكن التحكم بشكل أكثر دقة في المحرك وتكييفه مع معايير السمية الجديدة.
تطبيق خطوط عودة الوقود
بالإضافة إلى الإمداد المباشر بالوقود إلى حجرة المحرك ، في بعض الأحيان يتم استخدام تصريف الإرجاع من خلال خط إرجاع منفصل. هذا له أغراض مختلفة ، من تسهيل تنظيم الضغط في نقاط مختلفة في النظام ، إلى تنظيم الدوران المستمر للوقود. في الآونة الأخيرة ، نادرًا ما يتم استخدام التدفق العكسي إلى الخزان ، وعادة ما يكون ضروريًا فقط لحل المشكلات المحلية ، على سبيل المثال ، التحكم في المكونات الهيدروليكية لفوهات الحقن المباشر.
