TOYOTA Common Rail: виды впрыска топлива
18.10.2005
Данная статья является попыткой рассмотрения видов впрыска топлива на данном двигателе.
И только.
Особая признательность Александру Павловичу Чувилину (автосервис "Абрис-Ама, город Москва, ул. Поморская - 29), на "территории" которого при помощи мотортестера MotoDoc проводились все описанные ниже измерения.
Начнем, пожалуй.
С момента появления автомобилей с двигателем системы Common Rail, в частности 1 CD-FTV, в Интернете опубликовано всего несколько заметок "по поводу".
У читателей может сложиться впечатление, что двигатель этот "простой, как три рубля", потому что впрыск топлива у него осуществляется по аналогии с уже "разжеванным" впрыском двигателей системы GDI.
Это не совсем так, в чем мы с вами и постараемся убедиться.
Посмотрим на фото1:
фото 1
Здесь мы видим так называемый "двустадийный" впрыск топлива в дизельном двигателе.
Но прежде чем следовать в наших рассуждениях далее, давайте вспомним, почему стал применяться этот вид впрыска топлива и нужен ли он?.
...Еще в 90-х года прошлого столетия, когда этот сайт только создавался, на его "просторах" прозвучали такие слова: "По требованию "Зеленых"...".
Именно так.
Потому что в дизельном двигателе в процессе сгорания образуется множество вредных веществ:
- диоксид серы
- оксид азота
- несгоревшие углеводороды
- оксид углерода
- частицы сажи
- и многое другое, но в меньших пропорциях
Двухфазный впрыск топлива призван максимально уменьшить выбросы вредных веществ.
На фото 1 как раз и показана осциллограмма работы двигателя 1CD-FTV на холостом ходу.
Позиция 1 - предварительный (или "пилотный") впрыск топлива
Позиция 2 - основной впрыск топлива
По времени эти фазы впрыска топлива также различаются, посмотрите фото 2:
фото 2
Предварительный ("пилотный") впрыск топлива:
В камеру сгорания впрыскивается небольшое количество топлива : от 1 до 5 кубических миллиметров (в разных изданиях приводятся различные цифры, нам же это проверить негде, поэтому - поверим).
Впрыск может осуществляться в пределах 90 градусов до ВМТ.
Особенность: если впрыск происходит в пределах от20 до 45 градусов до ВМТ, то в этом случае вполне возможен быстрый выход из строя самого двигателя, его механической части, так как при этих углах впрыска топливо не успевает испариться и в виде капель будет осаждаться на стенках цилиндра и поверхности поршня, что приведет к разжижению моторного масла.
Мы привыкли, что "дизель" работает шумно и с копотью.
Но применение предварительного впрыска топлива дает возможность получения более плавной "кривой" увеличения давления, что влияет и на шумность работы двигателя, и на выброс вредных отработавших газов.
Это также уменьшает период задержки воспламенения основной фазы впрыска топлива.
Очень важное условие для снижения шумности двигателя играет точное временное и массовое дозирование топлива для первой фазы впрыска топлива (предварительный впрыск). В случае нарушения этих условий возрастает и шумность двигателя, и его дымность.
Все это имеет своей конечной целью снижение выброса вредных ОГ.
При нажатии на педаль газа вид впрыска начинает меняться:
фото 3
На фото 3 мы видим, как при нажатии на педаль газа двухфазный впрыск (фото 3, позиция 1) переходит в однофазный (фото 3, позиция 2).
Меняется также и время между импульсами(фото 4 и 5):
фото 4
фото 5
Время открытия форсунки при однофазном впрыске при 1250 RPM составляет 1.09 ms(погрешность измерений около 10 мкс).
фото 6
Есть у этого двигателя знакомая нам по "обычному" впрыску так называемая "отсечка" (набираем обороты, а потом резко "бросаем" педаль газа):
фото 7
"Отсечка" для разных регулировок тоже разная, но в принципе должна начинаться от 1800 оборотов и продолжаться до 1200 оборотов.
А вот далее аналогию проводить уже нельзя, потому что после "отсечки" вид впрыска существенно отличается от "обычного", посмотрите:
фото 8
Мы видим "пачки" импульсов, при помощи которых система управления плавно переводит двигатель в работу на ХХ.
При запуске двигателя также используется двухфазный впрыск топлива:
рис.1
Это позволяет добиться надежности "холодного" пуска двигателя, стабильности оборотов на еще
"не горячем" двигателе и снижения эмиссии CH_x.
Временные показатели на рисунке 1 не проставлены вследствии того, что они будут различными для различных температур, для различных сортов "дизельного" топлива, для различных сортов применяемого моторного масла и так далее. По этим же причинам величина оборотов двигателя при "холодном" запуске будет также различная.
На рисунке 1 написано: "двухфазный впрыск - 1" и "двухфазный впрыск - 2".
Ни в одних "мануалах" об этом не написано и такие слова не приводятся.
Но опытным путем установлено, что такие выражения в обиход ввести надо.
Потому что:
"Двухфазный впрыск - 1" - впрыск, который происходит в две стадии, но без возможности перехода его в однофазный впрыск.
"Двухфазный впрыск - 2" - впрыск, который происходит в две стадии, но с возможностью перехода его в однофазный (основной) впрыск.
Здесь все зависит от многих факторов, но основным является температура охлаждающей жидкости и температура топлива.
Развитие автомобилестроения можно сравнить со спиралью, которая "упирается" в Вечность. "Зеленые" потребовали - автомобилестроение "выполнило". Через несколько лет, когда "зеленые" найдут еще "кое-что", они проведут через Закон уже другие ограничения на выброс ОГ автомобилями.
И тогда мы будем лицезреть уже другой тип двигателя и другой вид впрыска топлива. Все связано, все закономерно, но
всему основой не забота о людях, как можно подумать, нет. Основой основ являются цифры в чековой книжке. А уж к ним "привязывается" все остальное.
Такие двигатели с таким видом впрыска топлива существенно помогли бы улучшению экологии в нашей стране.
Если бы наше топливо было "нормальным".
Владимир Петрович
Руководства по ремонту и эксплуатации TOYOTA
