РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ НА ГОМОГЕННОЙ СМЕСИ

При повышении нагрузки на двигатель и увеличении частоты вращения коленчатого вала заслонки впускных каналов открываются, пропуская воздух в цилиндры не только через верхние, но и через нижние части впускных каналов.

Впрыск топлива производится не на такте сжатия, как это имеет место при послойном смесеобразовании, а на такте впуска.

При этом в цилиндрах двигателя образуется гомогенная смесь (с соотношением воздуха к топливу в пропорции 14,7:1).

При впрыске топлива на такте впуска всегда достаточно времени для образования гомогенной смеси до момента ее воспламенения.

Сгорание происходит при этом во всем объеме камеры сгорания при полном отсутствии изолирующих слоев чистого воздуха и без добавки рециркулируемых отработавших газов.

Достигаемые при работе на гомогенной смеси положительные эффекты обязаны впрыску топлива на такте впуска. На испарение топлива расходуется тепло, отбираемое у поступившего в цилиндр воздуха. Благодаря этому внутреннему охлаждению снижается склонность смеси к детонации. При этом можно увеличить степень сжатия и повысить тем самым КПД двигателя.

СИСТЕМА СТОП-СТАРТ

Система Стоп-старт предназначена для экономии топлива, снижения вредных выбросов и шума за счет сокращения времени работы двигателя на холостом ходу. Как показывает практика эксплуатации автомобиля, режим холостого хода составляет до 30% общего времени работы двигателя. Этому способствуют частые остановки на светофорах, нахождение в пробках, являющиеся атрибутами большого города.

До недавнего времени система Стоп-старт применялась в основном на гибридных автомобилях. Сегодня ситуация коренным образом меняется. Практически все ведущие автопроизводители имеют в своем модельном ряду автомобили, оборудованные данной системой. По прогнозам экспертов к 2015 году половинавыпускающихся легковых автомобилей будет оборудоваться системой Стоп-старт.

Принцип работы системы Стоп-старт заключается в выключении двигателя при остановке автомобиля и его быстром запуске при нажатии на педаль сцепления (механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (автоматическая коробка передач).

Конструктивно система Стоп-старт включает следующие элементы:

· устройство, обеспечивающее многократный запуск двигателя;

· система управления.

Существует несколько подходов к реализации функции многократного запуска двигателя:

· усиленный стартер;

· реверсивный генератор (стартер-генератор);

· впрыск топлива в цилиндры и воспламенение смеси.

Самым простым и надежным с точки зрения конструкции является система Stop&Startфирмы Bosch. Благодаря данной системе название «стоп-старт» стало нарицательным названием остальных систем. Система Stop&Start устанавливается на автомобили BMW, Audiи обеспечивает снижение потребления топлива, вредных выбросов до 8%.

Основу системы составляет специальный стартер, рассчитанный на большое количество пусков двигателя и имеющий увеличенный срок службы. Стартер оборудован усиленным малошумным механизмом привода, гарантирующим быстрый, надежный и бесшумный запуск двигателя.

Система управления осуществляет выполнение следующих функций:

· остановка двигателя;

· запуск двигателя;

· контроль заряда аккумуляторной батареи.

Как и все современные электронные системы управления система управления Stop&Start включает:

· входные датчики;

· блок управления;

· исполнительные устройства.

К входным датчикамотносятся датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения педали сцепления (датчик положения педали тормоза), датчик аккумуляторной батареи, а также другие датчики системы управления двигателем.

Своего электронного блока система не имеет, а использует мощности блока управления двигателем, где установлено соответствующее программное обеспечение.

Исполнительными устройствами системы являются:

· форсунки системы впрыска;

· катушки зажигания системы зажигания;

· стартер.

Работа системы Stop&Startосуществляется следующим образом. При остановке автомобиля перед светофором или в пробке система, на основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, останавливает двигатель. Питание потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) производится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система активирует стартер и производит запуск двигателя. В дальнейшем цикл остановки и запуска двигателя продолжается.

Если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение системы производится после зарядки аккумуляторной батареи. Система может быть принудительно отключена с помощью специальной кнопки на панели приборов.

Аналогичную конструкцию имеет система ISG(Idle Stop&Go) от Kia Motors. Основное отличием данной системы заключается в управлении автомобильным генератором. Так, при высокой нагрузке на двигатель для снижения потребления топлива генератор отключается, при торможении генератор включается и производится подзарядка аккумуляторной батареи. При падении мощности аккумуляторной батареи ниже 75% от номинальной система выключается. Система выключается также при использовании кондиционера.

Система STARS(Starter Alternator Reversible System), выпускаемая фирмой Valeo, в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях Citroen, Mercedesи позволяет снизить расход топлива до 10%.

Реверсивный генератор представляет собой электрическую машину переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции генератора и стартера. Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ременьи обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4с в сравнении с 0,8с для обычного стартера).

Управление системой STARS производится с помощью отдельного электронного блока управления, который взаимодействует с блоком управления двигателем. Состав входных датчиков аналогичен другим системам Стоп-старт.

Дальнейшим развитием данной системы является использование рекуперативного торможения для создания дополнительной энергии и снижения расхода топлива.

Компания Mazdaразработала систему SISS(Smart Idle Stop System), которая является альтернативой других систем Стоп-старт. В данной системе для многократного запуска двигателя используется впрыск топлива в цилиндры и воспламенение топливно-воздушной смеси. Система устанавливается на бензиновые двигатели, оборудованные непосредственным впрыском топлива.

Для обеспечения работы системы SISS поршни в цилиндрах останавливаются в определенных положениях, оптимальных для дальнейшего запуска двигателя. С началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т.е. производится запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.

Снижение расхода топлива при применении данной системы достигает 9%. Система SISS работает только с автоматической трансмиссией.