Среди поршневых двигателей внутреннего сгорания в настоящее время наиболее распространен бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе воспламенение топливно-воздушной смеси происходит принудительно за счет электрической искры.
Основными направлениями совершенствования бензиновых двигателей являются:
- снижение расхода топлива;
- снижение токсичности отработавших газов;
- повышение мощности двигателя.
Для реализации этих требований на современных бензиновых двигателях применяются следующие системы:
Система |
Достигаемый эффект |
система непосредственного впрыска |
снижение расхода топлива
снижение токсичности отработавших газов |
впускная система |
снижение расхода топлива
снижение токсичности отработавших газов |
турбонаддув |
снижение расхода топлива
снижение токсичности отработавших газов
повышение мощности двигателя |
система изменения фаз газораспределения |
снижение расхода топлива
снижение токсичности отработавших газов
повышение мощности двигателя |
электронная система зажигания |
снижение токсичности отработавших газов |
выпускная система |
снижение токсичности отработавших газов |
система рециркуляции отработавших газов |
снижение токсичности отработавших газов |
система управления двигателем |
снижение расхода топлива
снижение токсичности отработавших газов
повышение мощности двигателя |
Система непосредственного впрыска
обеспечивает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. В
зависимости от режима работы двигателя регулируется количество
впрыскиваемого топлива, момент впрыска и образуются разные виды
топливно-воздушной смеси (послойная, гомогенная, стехиометрическая
гомогенная).
Современная впускная система
характеризуется дроссельной заслонкой с электрическим приводом и
впускными заслонками на каждый цилиндр. Впускные заслонки разделяют
поток воздуха на два канала – свободный и перекрываемый заслонкой.
Закрытые впускные заслонки обеспечивают послойное смесеобразование за
счет вихревого движения воздуха в камере сгорания.
Турбонаддув
является достаточно эффективной системой повышения мощности бензинового
двигателя, основывающейся на сжатии всасываемого воздуха с помощью
энергии отработавших газов. Вместе с тем, применение турбонаддува на
бензиновых двигателях ограничено возможностью наступления детонации.
Система изменения фаз газораспределения обеспечивает эффективную работу газораспределительного механизма
в разных режимах работы двигателя (холостой ход, низкие обороты,
высокие обороты). В различных конструкциях систем эффект достигается за
счет изменения момента открытия (закрытия) клапанов, продолжительности
их открытия, а также высоты подъема.
Наиболее совершенной системой воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя является электронная система зажигания,
в которой создания и распределение тока высокого напряжения по
цилиндрам двигателя осуществляется посредством электронных компонентов –
датчиков и блока управления.
Выпускная система помимо выпуска отработавших газов в значительной степени снижает и их токсичность. Эту функцию в системе выполняет каталитический нейтрализатор, работающий под управлением кислородного датчика – лямбда-зонда.
Снижению токсичности отработавших газов способствует система рециркуляции отработавших газов. Система уменьшает содержание в отработавших газах оксида азота путем возврата их части во впускной коллектор.
Система управления двигателем объединяет работу всех перечисленных систем, обеспечивая их оптимальное функционирование на всех режимах работы двигателя.