Двигатели с прямым впрыском извлекают больше мощности из каждой капли топлива. Они достигают этого, фундаментально изменяя взаимодействие воздуха и топлива внутри цилиндра. Результатом становится более бедная топливная смесь и более полное сгорание.
Это не магия. Это химия и физика, работающие в тандеме. Соотношение воздуха и топлива в таких двигателях часто достигает 40 частей воздуха на одну часть топлива. Это соотношение 40:1. Стандартные бензиновые двигатели обычно работают при соотношении 14,7:1. Такое низкое соотношение означает, что двигатель экономно расходует топливо.
Физическое размещение топлива также имеет значение. Прямой впрыск распыляет топливо непосредственно в самую горячую часть камеры сгорания. Это происходит рядом со свечой зажигания. Традиционные двигатели с впрыском во впускной коллектор смешивают топливо и воздух перед его поступлением в цилиндр. Смесь распределяется широко. Это оставляет участки несгоревшего топлива. Прямой впрыск устраняет эти участки.
Аппаратные и инженерные решения
Прямой впрыск не переписывает законы термодинамики. Он лишь корректирует их применение. Двигатель по-прежнему опирается на те же основные принципы внутреннего сгорания. Но аппаратное обеспечение, стоящее за этим, отличается.
Вам нужна топливная рампа для управления давлением. Этот компонент точно распределяет топливо к форсункам. Блок управления двигателем также выполняет тяжелую работу. Он в реальном времени рассчитывает расходные характеристики и размеры капель топлива. Он также управляет системами контроля выбросов. Вы не задумываетесь об этом во время вождения. Это делает компьютер.
Выбросы являются здесь важным фактором. Эти двигатели производят высокие уровни оксидов азота (NOx). Это требует специальных каталитических нейтрализаторов. Без них уровень загрязнения резко возрастет. Несмотря на проблему с NOx, двигатели с прямым впрыском хвалят за более чистые общие выбросы.
Потенциал двухтактных двигателей и будущие применения
Выигрыш в эффективности вызвал интерес к двухтактным вариантам. Большинство автомобилей и дорожных мотоциклов используют четырехтактные двигатели. Двухтактные двигатели доминируют в внедорожных мотоциклах, небольших лодках и гидроциклах. Они также распространены в развивающихся странах, где мотоциклы служат основным средством транспорта.
Компании, производящие двигатели, потратили годы на совершенствование конструкции двухтактных двигателей с прямым впрыском. Цель состоит в том, чтобы сочетать высокую эффективность с более низкими выбросами. Успех здесь может изменить то, как мы обеспечиваем энергией малые двигатели.
Следующий шаг — понимание механики. Как распыление топлива под высоким давлением избегает взрыва двигателя? Ответ кроется в контроле времени и давления.
