การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงคือการแนะนำของน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในมากที่สุดเครื่องยนต์ของรถยนต์โดยใช้วิธีการนั้นหัวฉีด
บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การฉีดเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ลูกสูบแบบลูกสูบและลูกสูบโรตารี เครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรงรุ่น Cutaway ทั้งหมดดีเซล (บีบอัดจุดระเบิด) เครื่องมือใช้การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงและหลายอ็อตโต (จุดระเบิด) เครื่องมือใช้ในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงหรืออีกประเภทหนึ่ง เครื่องยนต์ดีเซลที่ผลิตจำนวนมากสำหรับรถยนต์นั่ง (เช่นMercedes-Benz OM 138 ) เริ่มวางจำหน่ายในช่วงปลายทศวรรษที่ 1930 และต้นทศวรรษที่ 1940 [1]เป็นเครื่องยนต์ฉีดเชื้อเพลิงตัวแรกสำหรับใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ในเครื่องยนต์เบนซินของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงถูกนำมาใช้ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1950 และค่อยๆได้รับความแพร่หลายจนกระทั่งมีการเปลี่ยนคาร์บูเรเตอร์ส่วนใหญ่ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1990 [2]ความแตกต่างหลักระหว่างคาบูเรชั่นและการฉีดเชื้อเพลิงคือการฉีดเชื้อเพลิงทำให้เป็นละอองเชื้อเพลิงผ่านหัวฉีดขนาดเล็กภายใต้แรงดันสูงในขณะที่คาร์บูเรเตอร์อาศัยการดูดที่สร้างขึ้นโดยอากาศเข้าที่เร่งผ่านท่อ Venturiเพื่อดึงเชื้อเพลิงเข้าสู่กระแสลม คำว่า "การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง" นั้นคลุมเครือและประกอบด้วยระบบต่างๆที่แตกต่างกันโดยมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน โดยทั่วไปสิ่งเดียวที่เหมือนกันของระบบหัวฉีดเชื้อเพลิงทั้งหมดคือการขาดคาบูเรเตอร์ หลักการทำงานหลักสองประการของระบบการสร้างส่วนผสมสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน : การสร้างส่วนผสมภายในและการสร้างส่วนผสมภายนอก ระบบฉีดเชื้อเพลิงที่ใช้การก่อตัวของส่วนผสมภายนอกเรียกว่าระบบหัวฉีดท่อร่วม ระบบหัวฉีดท่อร่วมมีอยู่สองประเภท: การฉีดหลายจุด (การฉีดพอร์ต) และการฉีดจุดเดียว (การฉีดตัวปีกผีเสื้อ) ระบบการสร้างส่วนผสมภายในสามารถแยกออกเป็นระบบฉีดโดยตรงและโดยอ้อม มีระบบหัวฉีดทั้งทางตรงและทางอ้อมหลายแบบระบบฉีดเชื้อเพลิงที่ก่อตัวผสมภายในที่พบมากที่สุดคือระบบหัวฉีดคอมมอนเรลซึ่งเป็นระบบหัวฉีดโดยตรง ฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์หมายถึงทุกระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงมีหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ การพิจารณาพื้นฐานระบบฉีดเชื้อเพลิงในอุดมคติสามารถให้ปริมาณเชื้อเพลิงที่เหมาะสมได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ทั้งหมด โดยทั่วไปหมายถึงการควบคุมอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง (แลมบ์ดา) ที่แม่นยำซึ่งช่วยให้สามารถทำงานของเครื่องยนต์ได้ง่ายแม้ในอุณหภูมิเครื่องยนต์ต่ำ (สตาร์ทเย็น) ปรับตัวได้ดีกับระดับความสูงและอุณหภูมิโดยรอบที่หลากหลาย (รวมถึงความเร็วรอบเดินเบาและเรดไลน์) ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ดีและการปล่อยไอเสียต่ำสุดที่ทำได้ (เนื่องจากช่วยให้อุปกรณ์ควบคุมการปล่อยมลพิษเช่นตัวเร่งปฏิกิริยาสามทางทำงานได้อย่างถูกต้อง) ในทางปฏิบัติไม่มีระบบฉีดเชื้อเพลิงในอุดมคติ แต่มีระบบฉีดเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันมากมายพร้อมข้อดีและข้อเสียบางประการ ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่ล้าสมัยไปแล้วโดยระบบไดเรคอินเจคชั่นคอมมอนเรลซึ่งปัจจุบัน (ปี 2020) ใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลหลายรุ่น คอมมอนเรลอินเจคชั่นช่วยให้สามารถฉีดน้ำมันได้โดยตรงและเหมาะสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลแบบไดเร็คอินเจคชั่น อย่างไรก็ตามระบบหัวฉีดคอมมอนเรลเป็นระบบที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมในรถยนต์นั่งบางรุ่นที่ไม่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลจึงใช้ระบบหัวฉีดแบบหลายจุดแทน เมื่อออกแบบระบบฉีดเชื้อเพลิงจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ ได้แก่ :
ส่วนประกอบของระบบระบบฉีดเชื้อเพลิงทั้งหมดประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐาน 3 ส่วน ได้แก่ มีหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างน้อยหนึ่งหัว (บางครั้งเรียกว่าวาล์วหัวฉีด) อุปกรณ์ที่สร้างแรงดันในการฉีดที่เพียงพอและอุปกรณ์ที่ตรวจวัดปริมาณเชื้อเพลิงที่ถูกต้อง ส่วนประกอบพื้นฐานทั้งสามนี้อาจเป็นอุปกรณ์ที่แยกจากกัน (หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงตัวจ่ายน้ำมันปั๊มเชื้อเพลิง) อุปกรณ์ที่รวมกันบางส่วน (วาล์วหัวฉีดและปั๊มฉีด) หรืออุปกรณ์ที่รวมกันอย่างสมบูรณ์ ( หัวฉีดหน่วย ) ระบบหัวฉีดเชิงกลในยุคแรก ๆ (ยกเว้นการฉีดพ่นด้วยอากาศ) โดยทั่วไปจะใช้วาล์วหัวฉีด (พร้อมหัวฉีดแบบเข็ม) ร่วมกับปั๊มหัวฉีดที่ควบคุมด้วยเกลียวที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งจะวัดปริมาณเชื้อเพลิงและสร้าง ความดันการฉีด เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการฉีดระบบหัวฉีดหลายจุดเป็นระยะ ๆ รวมทั้งระบบฉีดตรงทั่วไปและระบบหัวฉีดในห้องทุกประเภท ความก้าวหน้าในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทำให้ผู้ผลิตระบบหัวฉีดสามารถปรับปรุงความแม่นยำของอุปกรณ์วัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้อย่างมีนัยสำคัญ ในเครื่องยนต์สมัยใหม่การวัดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงและการสั่งงานวาล์วหัวฉีดมักจะทำโดยชุดควบคุมเครื่องยนต์ ดังนั้นปั๊มฉีดเชื้อเพลิงจึงไม่ต้องวัดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงหรือสั่งงานวาล์วหัวฉีด จำเป็นต้องให้แรงดันในการฉีดเท่านั้น ระบบที่ทันสมัยเหล่านี้ใช้ในเครื่องยนต์หัวฉีดหลายจุดและเครื่องยนต์หัวฉีดคอมมอนเรล ระบบฉีดหน่วยได้นำมาผลิตเป็นชุดในอดีต แต่พิสูจน์แล้วว่าด้อยกว่าระบบฉีดคอมมอนเรล การจำแนกประเภทสรุปภาพรวมด้านล่างแสดงประเภทของระบบการสร้างส่วนผสมที่พบบ่อยที่สุดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน มีหลายวิธีในการกำหนดลักษณะการจัดกลุ่มและการอธิบายระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดย clade จะขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างระบบการสร้างส่วนผสมภายในและภายนอก ภาพรวม
การก่อตัวของส่วนผสมภายนอกเครื่องยนต์ BMW M88 พร้อมระบบฉีดหลายจุด ในเครื่องยนต์ที่มีการก่อตัวของส่วนผสมภายนอกอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกผสมกันภายนอกห้องเผาไหม้เพื่อให้อากาศและเชื้อเพลิงผสมที่ผสมไว้ล่วงหน้าถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์ ระบบการสร้างส่วนผสมภายนอกเป็นเรื่องปกติในเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเช่นเครื่องยนต์ Otto และเครื่องยนต์ Wankel : มีสองหลักระบบภายนอกก่อส่วนผสมในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีอยู่carburettorsและฉีดนานา คำอธิบายต่อไปนี้มุ่งเน้นไปที่คำอธิบายหลัง ระบบหัวฉีดท่อร่วมถือได้ว่าเป็นการฉีดทางอ้อมแต่บทความนี้ใช้คำว่าการฉีดทางอ้อมเป็นหลักเพื่ออธิบายระบบการสร้างส่วนผสมภายในที่ไม่ใช่การฉีดโดยตรง : มีสองประเภทของการฉีดท่อร่วมอยู่ในการฉีดจุดเดียวและหลายจุดฉีด[13]พวกเขาสามารถใช้รูปแบบการฉีดยาที่แตกต่างกัน ฉีดจุดเดียวการฉีดจุดเดียวใช้หัวฉีดหนึ่งหัวในตัวปีกผีเสื้อที่ติดตั้งคล้ายกับคาร์บูเรเตอร์บนท่อร่วมไอดี เช่นเดียวกับในระบบเหนี่ยวนำคาร์บูเรเตอร์เชื้อเพลิงจะถูกผสมกับอากาศก่อนทางเข้าของท่อร่วมไอดี [13]การฉีดจุดเดียวเป็นวิธีที่ค่อนข้างประหยัดสำหรับผู้ผลิตรถยนต์ในการลดการปล่อยไอเสียเพื่อให้สอดคล้องกับกฎข้อบังคับที่รัดกุมในขณะเดียวกันก็ให้ "ความสามารถในการขับเคลื่อน" ที่ดีกว่า (สตาร์ทง่ายวิ่งได้อย่างราบรื่นอิสระจากความลังเล) มากกว่าที่จะหาได้จากคาร์บูเรเตอร์ ส่วนประกอบสนับสนุนของคาร์บูเรเตอร์หลายอย่างเช่นเครื่องฟอกอากาศท่อร่วมไอดีและการกำหนดเส้นทางสายน้ำมันเชื้อเพลิงสามารถใช้ได้โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย นี่เป็นการเลื่อนค่าใช้จ่ายในการออกแบบและเครื่องมือใหม่ของส่วนประกอบเหล่านี้ออกไป การฉีดจุดเดียวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลของอเมริกาและรถบรรทุกขนาดเล็กในช่วงปีพ. ศ. 2523-2538 และในรถยนต์ยุโรปบางรุ่นในช่วงต้นและกลางทศวรรษที่ 1990 การฉีดหลายจุดการฉีดหลายจุดจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปในพอร์ตไอดีโดยอยู่ทางด้านบนของวาล์วไอดีของกระบอกสูบแต่ละตัวแทนที่จะไปที่จุดกลางภายในท่อร่วมไอดี โดยปกติระบบหัวฉีดแบบหลายจุดจะใช้หัวฉีดเชื้อเพลิงหลายหัว[13]แต่บางระบบเช่นการฉีดพอร์ตกลางของจีเอ็มจะใช้ท่อที่มีวาล์วก้านสูบที่ป้อนโดยหัวฉีดกลางแทนที่จะเป็นหัวฉีดหลายหัว [15] แผนการฉีดเครื่องยนต์หัวฉีด Manifold สามารถใช้รูปแบบการฉีดหลายแบบ: ต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง (พร้อมกันเป็นกลุ่มตามลำดับและแต่ละกระบอกสูบ) ในระบบหัวฉีดแบบต่อเนื่องน้ำมันเชื้อเพลิงจะไหลจากหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงตลอดเวลา แต่มีอัตราการไหลที่แปรผัน ระบบหัวฉีดต่อเนื่องสำหรับยานยนต์ที่พบมากที่สุดคือ Bosch K-Jetronicซึ่งเปิดตัวในปีพ. ศ. 2517 และใช้จนถึงกลางทศวรรษที่ 1990 โดยผู้ผลิตรถยนต์หลายราย ระบบหัวฉีดแบบไม่ต่อเนื่องสามารถเรียงตามลำดับได้ซึ่งการฉีดจะถูกกำหนดเวลาให้ตรงกับจังหวะการสูบไอดีของแต่ละกระบอกสูบ เป็นกลุ่มซึ่งเชื้อเพลิงถูกฉีดไปยังกระบอกสูบเป็นกลุ่มโดยไม่มีการซิงโครไนซ์ที่แม่นยำกับจังหวะไอดีของกระบอกสูบใด ๆ พร้อมกันซึ่งเชื้อเพลิงถูกฉีดไปยังกระบอกสูบทั้งหมดในเวลาเดียวกัน หรือกระบอกสูบซึ่งชุดควบคุมเครื่องยนต์สามารถปรับการฉีดสำหรับแต่ละกระบอกสูบได้ทีละกระบอกสูบ [14] การก่อตัวของส่วนผสมภายในในเครื่องยนต์ที่มีระบบการสร้างส่วนผสมภายในอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกผสมภายในห้องเผาไหม้เท่านั้น ดังนั้นอากาศจะถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์ในช่วงจังหวะไอดีเท่านั้น รูปแบบการฉีดจะไม่ต่อเนื่องเสมอ (ไม่ว่าจะตามลำดับหรือแบบทรงกระบอก) ระบบการสร้างส่วนผสมภายในมีสองประเภทที่แตกต่างกัน: การฉีดทางอ้อมและการฉีดตรง การฉีดทางอ้อมAir-cell chamber injection - หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง (ทางด้านขวา) จะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงผ่านห้องเผาไหม้หลักเข้าไปในห้องเซลล์อากาศทางด้านซ้าย นี่คือการฉีดทางอ้อมชนิดพิเศษและพบได้บ่อยในเครื่องยนต์ดีเซลของอเมริกาในยุคแรก ๆ บทความนี้อธิบายการฉีดทางอ้อมเป็นระบบการสร้างส่วนผสมภายใน (โดยทั่วไปของเครื่องยนต์ Akroyd และดีเซล) สำหรับระบบการก่อตัวผสมภายนอกที่บางครั้งเรียกว่าการฉีดโดยอ้อม (ตามแบบฉบับของอ็อตโตและเครื่องมือ Wankel) บทความนี้ใช้ระยะเวลาในการฉีดนานา ในเครื่องยนต์หัวฉีดทางอ้อมมีห้องเผาไหม้สองห้องคือห้องเผาไหม้หลักและห้องก่อน (เรียกอีกอย่างว่าห้องมด) [16]ที่เชื่อมต่อกับห้องหลัก น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปในห้องก่อนเผาไหม้เท่านั้น (ซึ่งจะเริ่มเผาไหม้) ไม่ใช่เข้าไปในห้องเผาไหม้หลักโดยตรง ดังนั้นหลักการนี้จึงเรียกว่าการฉีดทางอ้อม มีระบบหัวฉีดทางอ้อมที่แตกต่างกันเล็กน้อยซึ่งมีลักษณะคล้ายคลึงกัน [3]ทั้งหมดAkroyd (ร้อนหลอด) เครื่องมือและบางส่วนดีเซล (จุดระเบิดการบีบอัด) ใช้เครื่องมือฉีดทางอ้อม ไดเร็คอินเจคชั่นไดเร็คอินเจคชั่นหมายความว่าเครื่องยนต์มีห้องเผาไหม้เพียงห้องเดียวและเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปในห้องนี้โดยตรง [17]สิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยการระเบิดอากาศ ( การฉีดพ่นด้วยอากาศ ) หรือด้วยระบบไฮดรอลิก วิธีหลังนี้พบได้บ่อยในเครื่องยนต์ยานยนต์ โดยทั่วไปแล้วระบบไฮดรอลิกไดเร็กอินเจคชั่นจะพ่นน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่อากาศภายในกระบอกสูบหรือห้องเผาไหม้ แต่บางระบบจะพ่นน้ำมันเชื้อเพลิงกับผนังห้องเผาไหม้ ( M-System ) ฉีดตรงไฮดรอลิสามารถทำได้ด้วยการชุมนุมปั๊มเกลียวควบคุมการฉีดหัวฉีดหน่วยหรือมีความซับซ้อนในการฉีดคอมมอนเรลระบบ หลังเป็นระบบที่พบมากที่สุดในเครื่องยนต์ยานยนต์สมัยใหม่ การฉีดโดยตรงดีเหมาะสำหรับความหลากหลายของเชื้อเพลิงรวมทั้งน้ำมัน (ดูเบนซินฉีดตรง ) และเชื้อเพลิงดีเซล ในระบบคอมมอนเรลน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังเชื้อเพลิงจะถูกจ่ายไปยังส่วนหัวทั่วไป (เรียกว่าแอคคูมูเลเตอร์) จากนั้นเชื้อเพลิงนี้จะถูกส่งผ่านท่อไปยังหัวฉีดซึ่งฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ ส่วนหัวมีวาล์วระบายความดันสูงเพื่อรักษาความดันในส่วนหัวและส่งน้ำมันส่วนเกินกลับไปที่ถังน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันเชื้อเพลิงถูกฉีดพ่นด้วยความช่วยเหลือของหัวฉีดที่เปิดและปิดด้วยวาล์วเข็มซึ่งทำงานด้วยโซลินอยด์ เมื่อโซลินอยด์ไม่ทำงานสปริงจะบังคับให้วาล์วเข็มเข้าทางหัวฉีดและป้องกันการฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบ โซลินอยด์จะยกวาล์วเข็มออกจากบ่าวาล์วและน้ำมันเชื้อเพลิงภายใต้แรงดันจะถูกส่งไปยังกระบอกสูบของเครื่องยนต์ [18]ดีเซลรางรุ่นที่สามร่วมกันใช้piezoelectricหัวฉีดเพื่อความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นกับแรงกดดันน้ำมันเชื้อเพลิงได้ถึง 300 MPaหรือ 44,000 ปอนด์ / ใน 2 [19] ประวัติศาสตร์และพัฒนาการยุค 1870 - 1920: ระบบแรก ๆระบบฉีดอากาศระเบิดสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลปี 1898 ใน 1872 จอร์จเบลีย์ Braytonได้รับสิทธิบัตรในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงนิวเมติกยังคิดค้นโดย Brayton A: ฉีดเครื่องระเบิด [20]ในปีพ. ศ. 2437 [21] รูดอล์ฟดีเซลได้คัดลอกระบบหัวฉีดพ่นอากาศของเบรย์ตันสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล แต่ก็ปรับปรุงให้ดีขึ้นด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งดีเซลเพิ่มความดันอากาศจาก 4–5 kp / cm 2 (390–490 kPa) เป็น 65 kp / cm 2 (6,400 kPa) [22] ระบบหัวฉีดท่อร่วมครั้งแรกได้รับการออกแบบโดย Johannes Spiel ที่ Hallesche Maschinenfabrik ในปี 1884 [23]ในช่วงต้นทศวรรษ 1890 Herbert Akroyd Stuart ได้พัฒนาระบบฉีดเชื้อเพลิงทางอ้อม[24]โดยใช้ 'ปั๊มกระตุก' เพื่อวัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ความดันสูง ไปยังหัวฉีด ระบบนี้จะถูกนำมาใช้ในเครื่องยนต์ AkroydและถูกนำมาดัดแปลงและปรับปรุงโดยBoschและเคลสซีคัมมิน ส์ สำหรับใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล เครื่องยนต์การบิน Antoinette 8V แบบฉีดหลายจุดติดตั้งในเครื่องบินโมโนโพลเลน Antoinette VII ที่เก็บรักษาไว้ ในปีพ. ศ. 2441 Deutz AG เริ่มการผลิตเครื่องยนต์ออตโตสี่จังหวะแบบอยู่กับที่พร้อมระบบฉีดท่อร่วม แปดปีต่อมาชั้นประถมศึกษาปีที่มีอุปกรณ์เครื่องมือสองจังหวะของพวกเขาด้วยการฉีดท่อร่วมไอดีและทั้งสองLéon Levavasseurของอองตัวเนต 8V (ของโลกเครื่องยนต์ V8 เป็นครั้งแรกของการจัดเรียงใด ๆ จดสิทธิบัตรโดย Levavasseur ในปี 1902) และไรท์เครื่องยนต์อากาศยานกำลังพอดีกับการฉีดท่อร่วมเป็น ดี. เครื่องยนต์เครื่องแรกที่มีการฉีดน้ำมันโดยตรงคือเครื่องยนต์เครื่องบินสองจังหวะที่ออกแบบโดยอ็อตโตมาเดอร์ในปีพ. ศ. 2459 [25] ควบคุมการใช้งานเริ่มต้นของเบนซินฉีดตรงอยู่บนเครื่องยนต์ Hesselmanคิดค้นโดยชาวสวีเดนวิศวกร Jonas Hesselmanในปี 1925 [26] [27]เครื่องมือ Hesselman ใช้ค่าใช้จ่ายแบ่งชั้นหลักการ; น้ำมันเชื้อเพลิงที่ถูกฉีดไปยังจุดสิ้นสุดของจังหวะการบีบอัดแล้วจุดประกายกับหัวเทียน พวกเขาสามารถวิ่งได้ด้วยเชื้อเพลิงหลากหลายชนิด [28] การประดิษฐ์หัวฉีดก่อนการเผาไหม้โดย Prosper l'Orange ช่วยให้ผู้ผลิตเครื่องยนต์ดีเซลสามารถเอาชนะปัญหาของการฉีดพ่นด้วยอากาศและอนุญาตให้ออกแบบเครื่องยนต์ขนาดเล็กสำหรับใช้ในยานยนต์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1920 เป็นต้นไป ในปี 1924, MAN นำเสนอเครื่องยนต์ดีเซลแรกโดยตรงฉีดสำหรับรถบรรทุก [4] ช่วงทศวรรษที่ 1930 - 1950: การฉีดน้ำมันโดยตรงครั้งแรกที่ผลิตจำนวนมากการฉีดน้ำมันตรงที่ใช้ในการที่โดดเด่นสงครามโลกครั้งที่สองยนตร์เครื่องมือเช่นJunkers โม่ 210ที่เดมเลอร์เบนซ์ดีบี 601ที่BMW 801ที่Shvetsov Ash-82FN (M-82FN) เครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรงของเยอรมันใช้ระบบหัวฉีดที่พัฒนาโดยBosch , Deckel, Junkers และ l'Orange จากระบบหัวฉีดดีเซล [29]รุ่นต่อมาของRolls-Royce เมอร์ลินและไรท์ R-3350ใช้ฉีดจุดเดียวในเวลาที่เรียกว่า "ความดันคาร์บูเรเตอร์" เนื่องจากความสัมพันธ์ในช่วงสงครามระหว่างเยอรมนีและญี่ปุ่นมิตซูบิชิยังมีเครื่องยนต์เครื่องบินแบบเรเดียลสองเครื่องที่ใช้ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรง ได้แก่มิตซูบิชิคินเซอิและมิตซูบิชิคาเซอิ ระบบไดเร็คอินเจคชั่นสำหรับยานยนต์ตัวแรกที่ใช้กับน้ำมันได้รับการพัฒนาโดยBoschและได้รับการแนะนำโดยGoliathสำหรับGoliath GP700ของพวกเขาและGutbrodสำหรับ Superior ในปี 1952 โดยพื้นฐานแล้วนี่คือปั๊มฉีดตรงดีเซลแรงดันสูงที่หล่อลื่นเป็นพิเศษของ ประเภทที่ควบคุมโดยสูญญากาศหลังวาล์วปีกผีเสื้อไอดี [30]เครื่องยนต์ของรถแข่งMercedes-Benz W196 Formula 1ปี 1954 ใช้ระบบฉีดตรงของBosch ที่ได้มาจากเครื่องยนต์ของเครื่องบินในช่วงสงคราม หลังจากความสำเร็จในสนามแข่งนี้Mercedes-Benz 300SLปี 1955 ได้กลายเป็นรถยนต์นั่งคันแรกที่มีเครื่องยนต์ Otto สี่จังหวะที่ใช้ไดเร็กอินเจคชั่น [31]ต่อมาการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้กันทั่วไปมากขึ้นได้รับความนิยมจากการฉีดท่อร่วมที่มีราคาไม่แพง ทศวรรษ 1950 - 1980: ระบบหัวฉีดท่อร่วมการผลิตแบบซีรีส์รถCorvette V8 ขนาดเล็กบล็อก 4.6 ลิตรปี 1959 พร้อมระบบฉีดเชื้อเพลิงท่อร่วมโรเชสเตอร์ ระบบฉีด Bosch K-Jetronic แบบหลายจุดแบบไม่ใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง ตลอดปี 1950 ผู้ผลิตหลายแนะนำระบบหัวฉีดท่อร่วมไอดีของพวกเขาสำหรับเครื่องยนต์อ็อตโตรวมทั้งGeneral Motors ' แผนกผลิตภัณฑ์โรเชสเตอร์ , Bosch และลูคัสอุตสาหกรรม [32]ในช่วงทศวรรษที่ 1960 ได้มีการนำระบบหัวฉีดมาใช้เพิ่มเติมเช่นHilborn , [33] Kugelfischer และระบบSPICA ระบบหัวฉีดท่อร่วมที่ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกคือElectrojector ที่พัฒนาโดย Bendix และนำเสนอโดยAmerican Motors Corporation (AMC) ในปี 1957 [34] [35]ปัญหาเบื้องต้นเกี่ยวกับ Electrojector หมายถึงรถยนต์รุ่นก่อนการผลิตเท่านั้นที่มีการติดตั้งน้อยมาก รถยนต์ถูกขาย[36]และไม่มีใครให้บริการแก่สาธารณชน [37]ระบบ EFI ใน Rambler ทำงานได้ดีในสภาพอากาศอบอุ่น แต่ยากที่จะเริ่มในอุณหภูมิที่เย็นกว่า [38] ไครสเลอร์เสนอ Electrojector ในปีพ. ศ. 2501 Chrysler 300D , DeSoto Adventurer , Dodge D-500และPlymouth Furyซึ่งเป็นรถยนต์รุ่นแรกที่ผลิตด้วยระบบ EFI [39]สิทธิบัตร Electrojector ถูกนำไปขายต่อมาบ๊อช, ผู้พัฒนา Electrojector เข้าไปในBosch D-Jetronic Dใน D-Jetronic ยืนสำหรับDruckfühlergesteuertเยอรมันสำหรับ "การควบคุมความดันเซ็นเซอร์") D-Jetronic ถูกใช้ครั้งแรกในVW 1600TL / Eในปี 1967 นี่คือระบบความเร็ว / ความหนาแน่นโดยใช้ความเร็วของเครื่องยนต์และความหนาแน่นของอากาศท่อร่วมไอดีในการคำนวณอัตราการไหลของ "มวลอากาศ" และความต้องการเชื้อเพลิง Bosch แทนที่ระบบ D-Jetronic ด้วยระบบK-JetronicและL-Jetronicในปีพ. ศ. 2517 แม้ว่ารถยนต์บางรุ่น (เช่นVolvo 164 ) จะยังคงใช้ D-Jetronic ต่อไปในอีกหลายปีต่อมา L-Jetronic ใช้กลเมตรการไหลของอากาศ (L สำหรับLuft , เยอรมัน "อากาศ") ที่ก่อให้สัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลของปริมาณ วิธีการนี้ต้องเซ็นเซอร์เพิ่มเติมในการวัดความดันบรรยากาศและอุณหภูมิในการคำนวณอัตราการไหลของมวล L-Jetronic ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์ยุโรปในยุคนั้นและในเวลาต่อมาก็มีรถญี่ปุ่นไม่กี่รุ่น พ.ศ. 2522-2533เป็นครั้งแรกที่ระบบการจัดการเครื่องยนต์แบบดิจิตอล ( หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ ) เป็นBosch Motronicนำมาใช้ในปี 1979 ในปี 1980 โมโตโรล่า (ตอนนี้NXP Semiconductors ) แนะนำ ECU ดิจิตอลของพวกเขาEEC-III [40] EEC-III เป็นระบบหัวฉีดจุดเดียว [41] การฉีด Manifold ถูกแบ่งออกเป็นระยะ ๆ ในช่วงหลังปี 1970 และ 80 ในอัตราเร่งโดยตลาดเยอรมันฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำและตลาดในสหราชอาณาจักรและเครือจักรภพค่อนข้างล้าหลัง ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1990 รถยนต์นั่งส่วนบุคคลเกือบทั้งหมดที่ขายในตลาดโลกที่หนึ่งมีการติดตั้งหัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ คาร์บูเรเตอร์ยังคงใช้งานอยู่ในประเทศกำลังพัฒนาที่การปล่อยมลพิษของรถยนต์ไม่ได้รับการควบคุมและโครงสร้างพื้นฐานในการวินิจฉัยและซ่อมแซมก็เบาบางลง ระบบฉีดเชื้อเพลิงกำลังค่อยๆเข้ามาแทนที่คาร์บูเรเตอร์ในประเทศเหล่านี้เช่นกันเนื่องจากพวกเขาใช้กฎระเบียบการปล่อยมลพิษที่มีแนวคิดคล้ายกับที่บังคับใช้ในยุโรปญี่ปุ่นออสเตรเลียและอเมริกาเหนือ ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2533ในปี 1995 มิตซูบิชิได้นำเสนอระบบหัวฉีดน้ำมันคอมมอนเรลสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ได้รับการแนะนำในปี 1997 [42]ต่อจากนั้นก็มีการนำระบบคอมมอนเรลไดเร็คอินเจคชั่นมาใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลเครื่องยนต์ดีเซลโดยเฟียต 1.9 JTD เป็นเครื่องยนต์ในตลาดมวลชนตัวแรก [43]ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายพยายามที่จะใช้แนวคิดการประจุแบบแบ่งชั้นในเครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรงเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง อย่างไรก็ตามการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงพิสูจน์แล้วว่าแทบมองไม่เห็นและไม่ได้สัดส่วนกับความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบบำบัดก๊าซไอเสีย ดังนั้นผู้ผลิตรถยนต์เกือบทั้งหมดจึงเปลี่ยนมาใช้ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันทั่วไปในเครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรงตั้งแต่กลางปี 2010 ในช่วงต้นปี 2020 ผู้ผลิตรถยนต์บางรายยังคงใช้หัวฉีดแบบต่างๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถยนต์ชั้นประหยัด แต่ก็ยังมีรถยนต์สมรรถนะสูงบางรุ่นด้วย ตั้งแต่ปี 1997 เป็นต้นมาผู้ผลิตรถยนต์ได้ใช้ระบบฉีดตรงคอมมอนเรลสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลของตน มีเพียง Volkswagen เท่านั้นที่ใช้ระบบPumpe-Düseตลอดช่วงต้นทศวรรษ 2000 แต่ยังใช้ระบบฉีดตรงคอมมอนเรลมาตั้งแต่ปี 2010 หมายเหตุ
ลิงก์ภายนอก
|
ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง แบบ l – jetronic ไม่ได้มีอุปกรณ์ในข้อใด
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketajaman Inc.
