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Pourquoi l'injection n'est-elle pas gérée pour utiliser toute la course d'admission ?
Question
Pour autant que je sache, les injecteurs de carburant électroniques ne connaissent que deux états discrets, allumés ou éteints. Sous une charge légère (c.-à-d. bas régime et accélération), l'injecteur n'a pas besoin de fournir beaucoup de carburant. Alors naturellement le temps d'injection est court afin de délivrer peu de carburant, car le débit de carburant est toujours le même. Cela conduit à ce que l'injection ne se produise que pendant une fraction de la course d'admission.
Par conséquent, vous obtenez une partie très riche du mélange avec juste de l'air dans le cylindre. Ceux-ci doivent encore se mélanger/homogénéiser dans le cylindre pour obtenir une bonne combustion. Ce processus prend du temps et ne vous donne peut-être pas les meilleures performances. Alors pourquoi n'y a-t-il pas d'injecteurs qui peuvent faire varier leur débit de carburant ? L'ECU peut dériver la durée de la course d'admission du régime et peut par conséquent utiliser tout ce temps pour que l'injecteur fournisse son carburant pendant toute la course d'admission. De cette façon, le mélange qui entre dans le cylindre est déjà presque complètement homogénéisé.
Qu'en pensez-vous ? Idée stupide ou intelligente, ou existe-t-elle déjà?
Je comprends que la conception de nouveaux injecteurs capables de le faire (s'ils n'existent pas déjà) coûte de l'argent, mais dans la bataille sans fin contre les réglementations sur les émissions, il faut constamment plus d'innovation.
Toute contribution est la bienvenue.
Réponse populaire
Gardez à l'esprit qu'à des charges élevées/WOT, l'injecteur peut être ouvert presque constamment - pendant les quatre courses. (Facteur d'utilisation de l'injecteur >90 %)
En fait, de nombreux systèmes passent du port séquentiel à la banque, puis à feu continu (tous les injecteurs s'allument en même temps) lorsque des demandes de carburant élevées sont nécessaires.
La difficulté est d'équilibrer les besoins WOT avec le ralenti avec un seul injecteur. Les gros tétons et les orifices de buse signifient un débit plus important, mais ajoutent également de la masse et de la latence à l'opération. De plus, l'efficacité de l'atomisation est considérablement affectée par la taille critique de l'orifice, et pas autant par la chute de pression. Un tuyau d'incendie est idéal pour lutter contre les incendies, mais pas aussi utile pour ajouter une goutte d'eau à votre Scotch.
Je ne connais pas d'injecteur "variable" qui serait rentable dans tous les modes. Cependant, la nouvelle technologie GDI évite beaucoup de ces besoins, et a également l'avantage de ne pas injecter sur une vanne froide et de détruire une belle petite taille de gouttelette. Il a également la beauté de ne pas se soucier de la position du lobe de la valve/came. Vous pouvez injecter une charge très pauvre, puis une petite poche de mélange stochimétrique juste avant (et peut-être même pendant !) l'allumage.
Donc ma quasi-réponse est que je peux accomplir beaucoup plus avec Gasoline Direct Injection, que bien que votre idée soit saillante, je pense que ces assistants IC sont déjà bien au-delà de ces idées. En fait, ils ne font qu'effleurer la surface. J'ai été invité à un webinaire intitulé "Dr. Stochiometric is Dead". Je ne pouvais pas me le permettre, mais ce que je veux dire, c'est que je m'attends à ce que l'efficacité des circuits intégrés s'améliore considérablement au cours des cinq prochaines années. Je dois juste gérer la chaleur et les NOx... Lean est le nouveau phat !
Au montage :
Pour clarifier, Je veux seulement dire qu'un injecteur de style marche/arrêt optimisé pour le ralenti peut ne pas avoir un débit ultime suffisant pour WOT. Albiet WOT est rare (enfin, pour certains... je ne préciserai pas pour quelle catégorie je purge ma peine) le problème est que vous ne pouvez tout simplement pas devenir méchant sans conséquences terribles.
Un bon compromis pourrait être un petit injecteur à petit orifice pour le ralenti, couplé à un autre injecteur: mon proverbial "firehose" pour les coups de trou. Ceci, bien sûr, serait problématique en termes de dépenses d'ingénierie et de production.
C'est pourquoi je suis un tel défenseur du GDI, qui permet une grande flexibilité dans le programme d'injection, quelle que soit la position de la vanne ou la course que vous effectuez. 're sur.
L'idée d'un rail d'alimentation à pression variable est louable, si seulement cela fonctionnait. Comme je l'ai mentionné précédemment, lorsque vous regardez une atomisation optimisée basée sur un orifice "critique", il y a une étrange physique impliquée. Règles de taille d'orifice, et la chute de pression devient presque fixe. Une fois qu'un orifice est « critique », l'augmentation de la pression d'alimentation n'a pas l'effet linéaire que l'on pourrait espérer. (A part l'injection diesel, c'est un tout autre animal...) De plus, je ne suis pas prêt à admettre (comme si j'avais compris !) que l'injection pendant toute une course d'admission conduit à un mélange (après compression) plus homogène que juste une courte pulvérisation.
Les émissions au ralenti sont à leur plus bas niveau. À Los Angeles, les émissions d'échappement au ralenti sont des valeurs de NOx inférieures à celles de l'air d'admission.
Regardez vers GDI et une technologie de transmission de puissance folle pour changer les règles. Faites fonctionner votre circuit intégré dans une bande de couple douce, très pauvre, et permettez une transmission de puissance transparente avec de faibles pertes pour allouer le couple. Gardez la stoechiométrie pour les feux de circulation et quand j'essaie d'impressionner une fille...
(Non, je n'achète pas une Nissan... À mon avis, ils sont pratiquement impossibles à conduire et trop frustrants comprendre...)
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Par conséquent, vous obtenez une partie très riche du mélange avec juste de l'air dans le cylindre. Ceux-ci doivent encore se mélanger/homogénéiser dans le cylindre pour obtenir une bonne combustion.
Ceci est déjà géré par les deux saveurs de l'injection de carburant pulsée :
- < p>Injection dans le port
Le carburant et l'air sont mélangés avant d'entrer dans la soupape d'admission, de sorte que la charge entrante est déjà assez homogénéisée.
En injection directe
Sous fonctionnement homogène le carburant est injecté pendant la course d'admission et le cylindre culbute et le tourbillon fait le reste.
Comme le souligne @SteveRacer dans sa réponse, c'est un souci pour les configurations d'injection de port lorsque le moteur est froid, car le carburant n'est pas atomisé bien. La "solution" traditionnelle consiste à fonctionner légèrement plus riche en prévision que tout le carburant ne brûlera pas en raison d'une mauvaise atomisation.
Alors pourquoi n'y a-t-il pas d'injecteurs qui peuvent faire varier leur débit de carburant ?< /p>
Plus probablement qu'improbable, c'est pour la simplicité du système de contrôle qu'autre chose. Comparez ces deux scénarios :
Gérez la quantité de carburant injectée via la largeur d'impulsion de l'injecteur (temps) tout en maintenant la pression constante de la rampe d'injection et la caractéristique d'écoulement de l'injecteur
-
Gérer la quantité de carburant injectée via la largeur d'impulsion de l'injecteur et la variation de la pression de la rampe d'injection/la caractéristique d'écoulement de l'injecteur
Les deux approches vous donneront le même résultat mais ce dernier est beaucoup plus compliqué à mettre en œuvre pour un système de contrôle (sans parler du besoin de matériel plus sophistiqué).
En passant, il existe des fabricants d'injecteurs qui prétendent offrir la possibilité de faire varier le débit de carburant. taux grâce à l'utilisation de plusieurs broches (la dynamique des injecteurs vient à l'esprit). Je ne suis cependant pas en mesure de valider la véracité de leurs affirmations.
L'ECU peut dériver la durée de la course d'admission du régime et peut par conséquent utiliser tout ce temps pour faire le l'injecteur délivre son carburant pendant toute la course d'admission. De cette façon, le mélange qui pénètre dans le cylindre est déjà presque complètement homogénéisé.
Le système de gestion du carburant le fait déjà implicitement en prenant l'entrée du capteur de position de vilebrequin (RPM) et en la combinant avec des informations sur la charge du moteur.
Notez cependant que si l'intention est de contrôler l'AFR, le régime à lui seul n'est pas suffisant pour déterminer la quantité de carburant à injecter. Une voiture manuelle à 2500 tr/min en 3e vitesse consommera du carburant à un rythme différent de celui lorsqu'elle est en 2e vitesse au même régime moteur.
N'oubliez pas que dans des conditions stoechiométriques (que tous les motoristes s'efforcent de respecter), le rapport air/carburant est assez élevé (14 :1). Les injecteurs sont généralement dimensionnés dans cet esprit. Très peu de carburant est en fait nécessaire pour produire un bang suffisamment puissant pour entraîner le piston.
Un aspect intéressant est que les anciens systèmes d'injection de carburant utiliseraient la majeure partie de la course d'admission, et< /em> la course d'échappement, pour fournir la bonne quantité de carburant. Le moteur 5M-GE de mon ancienne Supra 1985 utilise ce système ; les 6 injecteurs s'allument en même temps, une fois par tour du moteur. Au cours d'un événement d'injection, les soupapes d'admission sont ouvertes et l'air d'admission capte le carburant lorsqu'il pénètre dans le collecteur d'admission. Au cours de la suivante, la vanne est fermée, mais seulement pendant quelques millisecondes au maximum (au ralenti, moins à un régime plus élevé). Le carburant tombe plus loin dans le collecteur, mais cela fournit probablement un bon mélange lorsque la vanne s'ouvre à nouveau et que la charge suivante pénètre dans le cylindre. Presque comme semer la moitié inférieure du flux d'air, puis la moitié supérieure, pour chaque cylindre. Et comme les injecteurs sont situés aussi près que possible des orifices d'admission, le carburant a très peu de temps pour s'écouler du flux d'air avant d'entrer dans le cylindre.
Il
existe de nouvelles conceptions de moteurs à injection directe qui peuvent effectuer plusieurs événements d'injection par temps de combustion - si le moteur tourne à faible charge en mode mélange pauvre et que le conducteur appuie sur l'accélérateur, plutôt que d'augmenter la taille de la prochaine charge de carburant, l'ECU peut déclencher l'injecteur directement dans le mélange brûlant pendant une augmentation instantanée de la puissance. Ce type de conception permet au moteur de brûler très peu de carburant lorsqu'il n'est pas nécessaire, tout en restant réactif. Si ma mémoire est bonne, la gamme Ford EcoBoost a cette capacité.
Il y a ; ils s'appellent des carburateurs. Cependant, à condition que le carburant / air soit mélangé de manière appropriée au moment où la bougie d'allumage s'allume, rien d'autre n'a d'importance.