RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Принцип работы форсунок инжектора


Работа форсунки инжектора - принцип действия форсунок в двигателе

Главная » Двигатели » Работа форсунки инжектора — принцип действия форсунок в двигателе

просмотров 1 259

На современных двигателях используются различные типы форсунок. О работе форсунок, их расположении и возможных проблемах пойдёт речь ниже.

Различие инжекторных форсунок

Форсунка инжектора служит для распыления поступающего топлива, которое подаётся под высоким давлением. По способу впрыска их можно разделить на три категории:

  1. Электромагнитного принципа действия.
  2. Электрогидравлическая.
  3. Пьезоэлектрический вариант.

Давайте в сжатой форме ознакомимся с каждым вариантом.

Простейший вариант, который устанавливается на двигатели, в том числе моторы с непосредственным впрыском. Вид топлива: бензин.

Она используется на дизельных двигателях. В том числе, агрегирует с системой Common Rail.

Вариант более современный по сравнению с вышеперечисленными форсунками. Применяется на дизельных двигателях. Достаточно сказать, что скорость работы в четыре раза быстрее, чем у электромагнитной форсунки.

Принцип работы

По сути, форсунка – это ёмкость наполненная топливом, которое проходит под высоким давлением из топливной магистрали. Подача выполняется через фильтровочную сетку: это с одной стороны. С дугой, топливо, уже в распыленном состоянии, поступает в рабочую область двигателя при условии, что есть определённое напряжение на клапане форсунки.

Какие бывают форсунки и их расположение

Существует несколько видов комплекта, о котором идёт речь. Это:

  1. В рядном двигателе на четыре цилиндра задействована одна форсунка инжектора – это моно впрыск.
  2. В V-образном двигателе с шестью цилиндрами работают две форсунки при разделении процесса – это дубль моно впрыск.
  3. При работе одной форсунки на один цилиндр – это распределительный впрыск.
  4. При расположении одной форсунки, рабочая часть которой находится внутри цилиндра – это прямой впрыск.
  5. Одна форсунка на силовой агрегат с расположением рабочей части во впускном коллекторе – это пусковая форсунка.

Пусковая форсунка, находящаяся во впускном коллекторе, установлена таким образом, чтобы широкий факел распылённого топлива (до 900) поступал к впускным клапанам всех цилиндров.

Форсунку моно впрыска можно найти на месте установки карбюратора. Топливо поступает во впускной коллектор.

Форсунки распределительного впрыска располагаются на впускном коллекторе (район клапанной впуска каждого цилиндра). Если 2 клапана, следовательно, факел распылённого топлива состоит из 2 частей. Подача направлена на каждый клапан.

В зависимости от работы двигателя поступающее в него топливо регулируется показателями 80-130 рабочих атмосфер. Речь идёт о прямом впрыске топлива.

Не имеет значения, на каком виде топлива солярке или бензине работает самоходное транспортное средство. Часто возникают технические проблемы с форсунками. Эта деталь, отвечающая за впрыск горючего под высоким давлением из-за некачественного топлива, регулярно направляет автомобиль в ремонтные боксы. Водители должны знать, каким образом проверяется работа форсунки инжектора, если запуск двигателя затруднён.

Чем опасны сбои работы форсунок, и какие признаки вероятных проблем

Если электро форсунка льёт, то снижается КПД (коэффициент полезного действия) распыления топлива. Иными словами рассеивается форма пламени. Об этой проблеме сигнализирует чёрный или серый дым. Автомобиль неохотно заводится. Когда льют форсунки, может теряться мощность двигателя.

При льющей форсунке повышается расход топлива. Грязный фильтр может стать проблемой. Форсунка может не лить, а сбои в работе могут возникнуть из-за плохих свечей. Виной может стать топливный насос или ГРМ. Сложность пуска двигателя – это 90% нерабочих форсунок.

Зачастую когда в автомобиле не установлен фильтр тонкой очистки топлива, на сеточке форсунки скапливается грязь, которая не дает проходить топливу и как следствие отсутствие распыления топлива, а в худшем случае и вовсе двигатель может начать троить!

О проблемах во время езды может свидетельствовать рывки авто, в частности при наборе скорости. После переключения скоростей, и наборе скорости, машина может дёргаться. Разгон транспортного средства и выполнение манёвров, весьма затруднены. Если ездить с проблемами впрыска, что, кстати, не рекомендуют специалисты, может существенно уменьшиться продолжительность работы двигателя.

Дефекты необходимо безотлагательно исправлять. Страшно подумать, что может произойти на крутом подъёме или опасном спуске, если выйдет из строя форсунка.

Диагностика как профилактика и решение проблем на ранней стадии «технического заболевания»

В современной, «правильно» оборудованной СТО, можно провести диагностику форсунок без их снятия. Тестирование проходит весьма быстро. Упор делается на анализ шума. Высокочастотный приглушённый шум – это прямой путь на прочистку форсунок. При диагностике следует уделить внимание подаче топлива.  Проверка подачи питания начинается с отключения колодки инжекторной системы. С АКБ подсоединяют 2 конца провода, а другие закрепляются с форсунками. Проводится запуск двигателя  и выполняется контроль подачи, поступающего горючего. Результаты фиксируются, обрабатываются и делаются соответствующие выводы:

  1. Если происходит вытекание топлива, следовательно, возможны неполадки в электрической сети авто.
  2. Если топливо не вытекает, значит с форсунками всё в порядке.

Когда нужно измерить сопротивление на форсункак, можно прибегнуть к использованию омметра.  Далее, сравнить с рекомендованными значениями. Если обнаружены отклонения от норм нерабочая форсунка демонтируется. Её меняют на исправную. Далее снова проводится проверка сопротивления и заводится двигатель. Работы подразумевают снятие топливной рейки, а форсунки демонтируются вместе с рейкой.

В заключение

Топливная аппаратура вещь капризная, но проверку можно выполнить самостоятельно. Ведь многие водители неплохо разбираются в устройстве автомобиля. Поэтому спешить в сервисный центр не стоит. Экономьте собственные деньги.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья? Загрузка...

Принцип работы форсунки

Принцип работы форсунки

Форсунка – это электромагнитный клапан, который управляется специальной программой в блоке управления двигателем. Благодаря форсунке топливо в цилиндры подается дозированно. Когда говорят об инжекторе, имеют в виду систему управляемых форсунок.

Существуют различные виды форсунок для:

— центрального впрыска топлива;

— распределенного впрыска топлива;

— непосредственного впрыска топлива.

Топливная форсунка — элемент инжекторной системы современного автомобиля.

Именно этот элемент отвечает за исполнение команды подачи топлива в цилиндр. 

Как работает форсунка

Топливная форсунка не что иное как кран. Да, это кран, на который подается напряжение 9-15 вольт, катушка электромагнита притягивает иглу и топливо, факелом, выходит из нее.

Форсунка - это так же и соленоид.

Типовая схема работы топливной форсунки

Принцип работы форсунок

К каждой форсунке топливо от топливной рампы подается под определенным давлением. На электромагнит форсунки поступают электрические импульсы от блока управления двигателем. Они приводят в действие специальный игольчатый клапан, который открывает и закрывает канал в форсунке. Чем дольше поступаемый электрический импульс, тем дольше открыт игольчатый клапан, и тем больше подается топлива. Время открытия игольчатого клапана регулирует блок управления двигателем. Помимо этого, разновидности форсунок позволяют создавать разные формы и направленность факела распыляемого топлива, что существенно влияет на процесс смесеобразования.

 

Расположение форсунок в двигателе автомобиля

В таблице ниже указано расположение форсунок в двигателе в зависимости от типа впрыска топлива.

Тип впрыска топлива Расположение форсунок
Центральный впрыск Одна или две форсунки располагаются во впускном трубопроводе перед дроссельной заслонкой. Таким образом, форсунка заменяет устаревшую технологию – карбюратор.
Распределенный впрыск Для каждого цилиндра установлена своя форсунка, которая осуществляет впрыск топлива во впускной трубопровод цилиндра. Форсунка располагается у основания впускного трубопровода
Непосредственный впрыск Форсунки располагаются в верхней части стенок цилиндра и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания.

 

Рис. Разрез электрогидравлической форсунки фирмы Бош: 1 – отводящий дроссель; 2 – игла; 3 – распылитель; 4 – пружина запирания иглы; 5 – поршень управляющего клапана; 6 – втулка поршня; 7 – подводящий дроссель; 8 – шариковый управляющий клапан; 9 – шток; 10 – якорь; 11 – электромагнит; 12 – пружина клапана

Форсунка состоит из:

Шарик клапана прижимается к седлу с усилием пружины и электромагнита. Сила пружины рассчитана на давление до 100 кг/см2, что значительно ниже давления в линии высокого давления (250…1800 кг/см2), поэтому только при приложении усилия электромагнита шариковый клапан не отойдет от седла, отделяя аккумулятор от линии слива. Игла распылителя форсунки в нерабочем состоянии прижимается к седлу пружиной распылителя – это предотвращает попадание воздуха в форсунку при пуске двигателя.

Рис. Принцип действия электрогидравлической форсунки: а – форсунка в закрытом состоянии; b – форсунка в открытом состоянии; c – фаза закрытия форсунки

При создании давления в аккумуляторе, оно действует как на конусную поверхность иглы, так и на поршень управляющего клапана 5. Поскольку площадь рабочей поверхности поршня на 50% больше площади конусной поверхности иглы, игла распылителя продолжает прижиматься к седлу.

При подаче напряжения от блока управления на электромагнит 11, шток 9 якоря штока поднимается и открывается шариковый управляющий клапан 8. Давление в камере управления 7 падает в результате открытия дроссельного отверстия и топливо пропускается из зоны над поршнем управляющего клапана в зону слива. Давление на поршень управляющего клапана падает, так как подводящее дроссельное отверстие управляющего клапана имеет меньшее сечение чем отводящее. Запорная игла 2 при этом под действием высокого давления в кармане распылителя 3 открывается. Количество подаваемого топлива зависит от времени подачи напряжения в электромагнит 11, а значит от времени открытия шарикового управляющего клапана 8. При прекращении подачи напряжения на электромагнит 11, якорь под действием пружины опускается вниз, при этом шариковый управляющий клапан закрывается, давление в камере управления восстанавливается через специальный жиклер. Под действием давления топлива на поршень управляющего клапана 5, имеющего диаметр больше диаметра иглы, последняя закрывается.

На входе топлива в форсунку установлен аварийный ограничитель подачи топлива. Он предотвращает опорожнение аккумулятора через форсунку с зависшей иглой или клапаном управления, а также повреждение соответствующего цилиндра дизеля. В нем используется принцип возникновения разницы давлений по обе стороны от клапана 1 при прохождении топлива через его жиклеры 2. Сечение жиклеров, за­тяжка пружины 3 и диаметр клапана подобраны по максимальной продолжительности и расходу, т.е. подаче топлива.

Рис. Аварийный ограничитель подачи топлива через форсунку

В системах «коммон рейл» первых поколений общее количество горючей смеси, впрыскиваемой в цилиндр, разделялось на предварительное и основное. Однако более гармоничной является такая схема сгорания, когда во время одного рабочего такта горючая смесь будет разделена на возможно большее количество частей. До сих пор добиться этого было невозможно по причине инерционности традиционных форсунок с электромагнитным управлением.

Одним из путей совершенствования системы «коммон рейл» является увеличение быстродействия открытия форсунки. Минимальное время открытия форсунки для электромагнита с подвижным сердечником составляет 0,5 мс, что не позволяет оперативно изменять подачу топлива. Для более быстрого срабатывания форсунки в настоящее время применяется пьезокерамическая форсунка, которая работает вчетверо быстрее.

Известно, что при подаче электрического напряжения на пьезокерамическую пластинку она на несколько микрон изменяет свою толщину.

Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки, представляет собой параллелепипед длиной 30…40 мм, состоящий из спеченных между собой 300 керамических пластинок (кристаллов), расширяющийся на 80 мкм всего за 0,1 мс, чего достаточно  чтобы воздействовать на иглу форсунки с усилием 6300 Н. При этом для управления пьезоэлементом используют напряжение бортовой сети автомобиля.

Рис. Пьезоэлемент

Для усиления пьезоэффекта в керамику добавляют палладиум и цирконий. Пьезоэлемент потребляет энергию только при подаче напряжения и регенерирует ее при выключении напряжения, таким образом, являясь регенератором энергии.

Использование пьезоэлемента, кроме быстроты срабатывания, обеспечивает большую силу открытия клапана сброса давления над иглой форсунки и высокую точность хода для быстрого сброса давления подачи топлива.

Электрогидравлическая форсунка с пьезоэлементом показана на. Основными составляющими форсунки являются модуль исполнительного элемента, состоящего из пьезоэлектрического элемента и его составляющих, модуль плунжера, состоящего из поршней, амортизатора давления и пружины, клапан переключения, игла. Для окончательной очистки топлива применяется специальный стержневой фильтр.

Рис. Разрез пьезоэлектрогидравличе­ской форсунки: 1 ­– патрубок рециркуляции; 2 – электрический разъем; 3 – стержневой фильтр; 4 – корпус форсунки; 5 – пьезоэлектричесий элемент; 6 – сопряженный поршень; 7 – поршень клапана; 8 – клапан переключения; 9 – игла форсунки; 10 – амортизатор давления

Увеличение длины модуля исполнительного элемента преобразуется модулем соединителя в гидравлическое давление и перемещение, воздействующие на клапан переключения. Модуль плунжера действует как гидравлический цилиндр. На него постоянно воздействует давление подачи топлива 10 кгс/ см2 через редукционный клапан в обратной магистрали.

Топливо выполняет роль амортизатора давления между плунжером соединителя выпускного дросселя 8 и плунжером клапана 5 в модуле плунжера. Из пустого закрытого инжектора (присутствует воздух) воздух удаляется при стартерном пуске двигателя (с частотой вращения вала стартера). Помимо этого, инжектор наполняется топливом, подаваемым погруженным в топливном баке насосом, проходящим через управляемый обратный клапан против направления потока топлива.

Клапан переключения состоит из пластины клапана, плунжера клапана 5, пружины клапана и пластины дросселя 3. Топливо под давлением протекает через впускной дроссель 4 в пластине дросселя к игле форсунки и в камеру над иглой форсунки. Благодаря этому происходит выравнивание давления над и под иглой форсунки. Игла форсунки удерживается в закрытом положении силой пружины форсунки. При нажиме плунжера клапана 5 открывается канал выпускного дросселя и топливо под давлением вытекает через выпускной дроссель 8 большего размера, расположенный над иглой форсунки. Топливо под давлением поднимает иглу форсунки, в результате чего происходит впрыск. Благодаря быстрым командам на переключение пьезо-электрического элемента за один рабочий такт друг за другом производятся несколько впрысков.

Рис. Принцип работы пьезофорсунки: 1 – игла форсунки; 2 – пружина форсунки; 3 – пластина дросселя; 4 — впускной дроссель; 5 – плунжер клапана; 6 – линия высокого давления; 7 – соединительный элемент; 8 – выпускной дроссель; а – форсунка закрыта; б — форсунка открыта

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

  1. Центральная;
  2. Распределенная;
  3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества — Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива; чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки; прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа; замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто; регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ; использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз. регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

И напоследок представляем вашему вниманию видео для более полного понимания принципа работы инжектора.

Принцип работы инжектора

Устройство и принцип работы инжектора

На сегодняшний день инжекторный двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели.

Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

  1. Центральная;
  2. Распределенная;
  3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная.

Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом.

Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Конструкция и принцип работы инжектора

Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную.

Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры

. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

К механической части инжектора относится:

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей.  Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

  1. Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
  2. Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
  3. Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
  4. Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
  5. Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
  6. Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
  7. Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
  8. Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока.

Принцип работы инжектора на автомобилях

Принцип работы инжектора заключается в том, чтобы подать своевременно в камеры сгорания топливовоздушную смесь.

Это необходимо для нормального функционирования двигателя.

Системой управления корректируется момент подачи напряжения на электроды свечей, чтобы воспламенить эту смесь. Причем эти параметры контролируются системой датчиков, установленных на двигателе.

Электронный блок управления

Для работы любого инжекторного мотора необходим блок управления микроконтроллерного типа.

К нему подключаются:

  1. Исполнительные механизмы при помощи электромагнитных реле.
  2. Датчики через согласующие устройства.

Питание осуществляется от бортовой сети.

Электронный блок состоит из:

  1. Постоянной памяти – она необходима для хранения информации, записи алгоритмов работы.
  2. Оперативной памяти – в нее записывается текущая информация, все данные при выключении зажигания стираются из нее.
  3. Микроконтроллера – он позволяет обрабатывать поступающие сигналы и регулировать работу всех исполнительных механизмов.

В памяти устройства записан алгоритм работы, зависит он от поступающих сигналов с датчиков. Называется этот алгоритм «прошивкой» или «топливной картой».

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Форсунка как работает - на работающем двигателе, на дизеле, на инжекторе

Автор Nika На чтение 4 мин. Просмотров 15 Опубликовано

Форсунка в автомобиле — это специальное устройство, которое отвечает за непосредственное распыление горючего вещества внутри системы сгорания. В настоящее время есть некоторое количество модифицированных устройств такого механизма.

Типы форсунок

На сегодняшний день форсунки различают по трем видам: электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Этот вид форсунок обычно ставят на бензиновый двигатель. Тем самым такой вид обладает самой простой и понятным механизмом работы, состоящей из клапанов электромагнита, а еще обладает системой распылителя, со входящими в нее другими деталями.

Электромагнитные форсунки

Механизм работы такого типа использования форсунок весьма простой. Напряжение подается в систему обмотки, который тем самым возбуждает клапан, которое происходит в определенное время, обычно для этого идет установка программы, благодаря которой происходит принцип работы.

Напряжение создается в нужном поле, затягивающимся с помощью грузика иголки из клапана, в этом случае высвобождается сопло. В результате таких действий происходит впрыск определенного количества горючего вещества. По мере того как снижается напряжение, то иголка начинает возвращаться в первоначальное состояние.

Тип гидравлических электронных

Механизм типовых деталей пролегает в применении большого количества давления в системе подачи горючего вещества. В первом варианте клапана электромагнита закрыты, а иголка по большей степени прижимается к седлу того места, где находится система управления камерой.

гидравлические электронные форсунки

В итоге сигнал, который подается от этой системы в механизм, начинает запускать клапан и открывается дроссель слива. А действует это за счет того, что горючее вытекает из системы камеры в магистральный механизм слива. Дроссельная система впускового механизма начинает мешать ему, чтобы температуру давления смогла выгорать и в системе впуска магистрали смогло быстро ровнять свое давление.

В результате этого процесса снижается давление в поршне и ослабевает усилие прижимной системы, а так как давление на игле не изменяется, то в такой момент начинает происходить тот самый впрыск или как, можно сказать, подача автомобиля.

Электрический тип

Такой тип использования форсунок работает за счет механизированной системы гидравлики. Вначале иголка помещается в седло за счет воздействия на него большого давления. Когда начинает поступать сигнал типа электрического на элемент пьезоэлектрического механизма, за счет толчков на поршневую систему толкателя, который тем самым начинает давить на поршневой механизм клапана переключения. Это тем самым приводит к тому, что клапан переключения начинает открываться и благодаря этому горючее переходит в магистральную систему слива, давление наверху иголки начинает понижаться. Благодаря тому, что температура внизу не меняется игла приподнимается, в процессе этого обычно происходит подача горючего в систему.

электромеханические форсунки

Принцип работы

Процесс впрыска топлива в топливную систему берет на себя ответветственность подачи горючего вещества в цилиндр или коллектор впуска двигателя. Чтобы разобрать весь процесс работы форсунки, то для начала следует рассмотреть механизм системы подачи топлива. Таким образом, процесс управления подачи горючего вещества немаловажная часть, тем самым обеспечивая работу двигательной системы. Инжекторная система форсунок устанавливается перед тем как расположить заслонку дросселя, именно на том месте старой модели установлен карбюратор.

Распределительный процесс системы впрыска топлива присущ большому количеству новеньких автомобилей.

Существуют несколько типов форсунок, принцип работы которых имеет свои особенности:

Устройство инжектора. Что такое инжектор в автомобиле

 

Карбюраторные автомобили давно сменили более мощные инжекторные. Но принцип работы этой системы пока знают не все водители. Устройство инжектора не сложное, достаточно разобраться в его деталях и их функционировании. 

 

Определение понятия

 

Начинающим водителям сначала нужно разобраться в том, что такое инжектор в автомобиле. И только после этого следует узнать о принципах его работы. Инжектор – это система или отдельная форсунка, установленная на мотор. Он необходим для распределения топлива – впрыскивает его в цилиндры или впускной коллектор. Именно в этом и заключается его отличие от карбюратора. 

В зависимости от места установки системы инжекторы делятся на несколько видов. Но любой из них может обеспечить точечную подачу топлива в автомобильный мотор или его положение в камере сгорания, где затем образуется топливно-воздушная смесь. 

Не имеет значения, на каком топливе ездит автомобиль. Инжектор справляется как с бензином, так и с дизелем. 

 

История создания

Впервые инжектор был установлен в 1951 году компанией Бош на купе Голиаф 700 Спорт. А через три года Мерседес начали ставить систему на свои машины. Первые опыты использования инжектора оказались успешными. 

Но на самом деле такая установка применялась еще раньше – в 30-х годах, но только на боевой авиации. Первые устройства назвать идеальными сложно, так как они мало увеличивали мощность мотора. А об экономии топлива или охране окружающей среды в то время практически не заботились. 

В 1940-х об инжекторах из-за небольшого КПД забыли на время, так как появились реактивные двигатели. Не считая усилий компаний Мерседес и Бош, активно использовать систему начали только в 80-х. Тогда производители автомобилей внедряли устройство в свои машины. 

В то время уже значительно внимание уделялось снижению количества выбрасываемых в атмосферу газов. Из-за этого требования многие инженеры решили восстановить и модернизировать старые модели форсунок. Они быстро поняли, как работает инжектор, разобрались с его устройством и внедрили его в массовое производство. Результаты не заставили себя долго ждать – большинство современных машин работают именно на такой системе. 

 

Типы форсунок

Существует всего два вида форсунок – электронные и механические. Первый вариант более простой. В механическом инжекторе топливо идет сразу к форсункам, с помощью блока управления оно дозируется и отправляется в камеру сгорания. Именно такой инжектор устанавливают на современных автомобилях. Он дает возможность часто пользоваться машиной. 

В механической форсунке нет электронного блока управления. Дозировкой топлива занимаются распределительные клапаны. Они подготавливают очередную порцию в зависимости от уровня открытости системы. Таким было устройство инжектора, произведенного в 30-х годах. Но механические системы встречаются и сегодня – они установлены на старых автомобилях. 

Стоит более детально рассмотреть электронные форсунки. Они делятся на подвиды:

 электромагнитные;

 электрогидравлические;

 пьезоэлектрические. 

Электромагнитные форсунки используются в бензиновых двигателях. У них простая конструкция, основные детали – электромагнитный клапан с иглой и сопло. Блок управления позволяет контролировать работу инжектора, а также обеспечивает напряжение на обмотке клапана в подходящий момент. 

Электрогидравлические форсунки подходят для дизельных двигателей. Это клапаны с камерами управлениями и двумя типами дросселей – впускными и сливными. Устройство инжектора этого вида основано на давлении топлива в каждый момент работы автомобиля. Блок управления у таких форсунок электронный. Он посылает сигналы клапану, тогда инжектор приходит в действие. 

Пьезоэлектрическая форсунка подходит только для определенного вида дизельных двигателей – с впрыскивающей системой Common Rail. Но у такого инжектора есть свои преимущества: скорость реакции, которая гарантирует несколько подач топливной жидкости за полный цикл. 

Принцип работы пьезоэлектрической форсунки основывается на гидравлике. Поршень толкателя срабатывает благодаря увеличению длины пьезоэлементов, на которые воздействует сигнал блока управления. Дозу топлива определяет длительность этого воздействия и давление жидкости в топливной раме. 

 

Устройство системы

Устройство инжектора простое, хотя работа системы довольно сложная. Основные элементы:

 ЭБУ;

 форсунки;

 регуляторы давления;

 электрический бензонасос.

Электронный блок управления предназначен для контроля работы системы. С его помощью водитель может обеспечить беспрерывное функционирование инжектора. Форсунки – немаловажная деталь системы. Именно форсунки дозируют топливо и передают его в камеру сгорания. Рекомендуется через каждые 30 000 км, проезженных на автомобиле, чистить их от остатков бензина или дизеля. Регуляторы давления стабилизируют работу инжектора. С их помощью топливо выталкивается через форсунки в камеру сгорания. 

А электрический бензонасос подает бензин в двигатель. Он служит связующим звеном между мотором и бензобаком, которые расположены в разных концах машины. Для механических инжекторов на старых автомобилях использовались механические бензонасосы. У них меньше КПД и более короткий эксплуатационный срок. 

В устройство инжектора также входят датчики. Они показывают температуру нагрева и количество масла, напряжение в двигателе. 

В зависимости от типа инжектора меняется и его строение. Электромагнитная форсунка состоит из якоря и сопла, иглы, уплотнения, пружины, обмотки возбуждения и электромагнитного разъема, а также сетчатого фильтра. Эти детали объединены в единую систему под общим корпусом. 

Электрогидравлический инжектор не имеет сетчатый фильтр. Но в нем есть другие детали: камера управления, штуцер подвода бензина, сливной дроссель, поршень. Именно они и обеспечивают дозированную подачу топлива в камеру сгорания. 

В пьезоэлектрической форсунке есть все эти составляющие, но присутствуют и дополнительные детали. К ним относятся: нагнетательный канал, переключательный клапан. Они и обеспечивают стабильную работу системы. 

Независимо от типа инжектора его функционирование не изменяется. Оно основано на одних и тех же принципах действия. 

 

Принципы работы

Основные принципы работы инжектора состоят из нескольких этапов. Они тесно связаны между собой, хотя имеются и промежуточные действия. Всего этапов четыре:

 1. Измерение массы воздуха.

 2. Передача показателей в ЭБУ.

 3. Расчет количества топлива.

 4. Воздействие заряда на форсунки. 

Сначала специальный датчик измеряет массу воздуха, который поступает в инжектор. Затем эти показатели система передает в блок управления. Сюда же доходит информация и от других датчиков, которые измеряют температуру, скорость движения коленного вала. После этого система подсчитывает количество топлива, необходимого для работы двигателя. И на последнем этапе инжектор воздействует длительными электрическими зарядами на форсунки, из-за чего они открываются и выливают бензин в коллектор из магистралей. 

Самая сложная работа проходит в блоке управления, поэтому его называют мозгом системы. Это мини-компьютер с программой, которая получает данные и моментально их анализирует, быстро реагирует на все изменения в системе. 

Для стабильной работы инжектора понадобится еще две детали – кислородный датчик и каталитический нейтрализатор. Первый способен передать ЭБУ информацию о состоянии топлива и уровне токсичности выхлопных газов. А второй используется для уничтожения недогоревших частиц. 

 

Преимущества и недостатки

У каждого устройства есть свои недостатки, не стал исключением и инжектор. Но преимуществ у него все же намного больше. Основные сильные стороны:

 экономия топлива;

 увеличение мощности автомобиля;

 снижение токсичности выхлопов;

 защита машины от угона;

 устранение ручной регулировки топливной подачи. 

Карбюраторы не экономили топливо, а расходовали большое количество. Инжектор позволяет сократить расходы, при этом рабочие обороты снижаются, а мощность двигателя увеличивается. Запуск мотора стал более простым – с этой системой он превратился в автоматизированный. Система обеспечивает поддержку оборотов на холостом ходу. 

Управление мотором расширилось, хотя исчезла необходимость регулировать впрыски топлива вручную. Снизилась токсичность газов, которые образуются при сгорании бензина и выходят через выхлопную трубу. Работа инжектора больше не зависит от атмосферного давления, поэтому авто можно использовать в горах и других местностях, где воздух разрежен. 

Но важно учесть и некоторые недостатки системы:

 требования к качеству топлива;

 особенная диагностика;

 высокое давление внутри инжектора. 

Придется использовать только качественное топливо, так как в противном случае форсунки системы будут постоянно забиваться несгоревшими остатками. Диагностику и ремонт смогут провести специалисты в СТО, самостоятельно разобраться в электронном инжекторе сложно. 

Система очень чувствительна к перепадам напряжения, она зависит от электропитания. Внутри нее топливо постоянно находится под высоким давлением. Из-за этого во время аварий автомобиль может легко загореться и взорваться. На большинстве современных машин во избежание таких ситуаций устанавливают контроллер.

 

Заключение 

Инжектор нельзя назвать очень простым устройством. Но он позволяет использовать автомобиль на более высокой мощности и при этом меньше загрязнять окружающую среду. А отремонтировать его не проблемно – этим занимаются на каждом СТО. Да и определить неисправность легко: буду происходить сбои при запуске двигателя. Начинающим и опытным водителям следует задуматься о покупке современной машины именно с электронным инжектором. 

Как работает топливная форсунка? Бензин против дизельного топлива

Назначение топливной форсунки:

По сути, топливная форсунка предназначена для распыления топлива в распыленной или туманной форме, чтобы оно сгорело полностью и равномерно. Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением через линии высокого давления к впускному отверстию каждого инжектора. Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются под действием гидромеханического давления. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в линиях высокого давления не достигнет определенного значения.В дизельных двигателях DI и IDI предыдущего поколения использовались обычные форсунки, как показано на диаграмме ниже.

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной. Он поднимается со своего седла, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в сильно распыленной или туманной форме. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к остановке впрыска.Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный инжекторный блок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². Количество впрыскиваемого топлива может варьироваться от 1 мм³ до 350 мм³. Обычные форсунки открываются и закрываются гидромеханически. Они имеют среднее давление открытия сопла от 140 до 210 кг / см2. Современный агрегат Bosch распыляет дизельное топливо на скорости до 2000 км / ч.Bosch и Lucas - ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы бензиновой форсунки:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размеру от обычных дизельных форсунок. Двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) создает топливовоздушную смесь внутри камеры сгорания. Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания.Это обеспечивает более высокий КПД двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность и крутящий момент.

Бензин типа GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (также известную как Common Rail). Кроме того, соленоид-инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капель / SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм. Форсунки установлены на топливной рампе / общей топливной рампе. Более того, они дозируют и распыляют топливо под высоким давлением и очень быстро.Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое насос-форсунка?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос / инжектор». Он объединяет в себе функции форсунки-форсунки и нагнетательного насоса в единый блок. Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не из общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях предыдущего поколения.

Насос-форсунка (изображение любезно предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка объединены в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Такая конструкция устраняет необходимость в топливных трубках высокого давления. Встроенные каналы, встроенные непосредственно в головку блока цилиндров, подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает исключить возможные отказы утечек топливных трубок.

Работа насос-форсунки:

Во время работы верхний распределительный вал приводит в действие топливный насос низкого давления.Затем он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Эта конструкция может обеспечить более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, имеется соленоидный клапан, который работает как двухпозиционный переключатель для подачи топлива в инжектор.

Насос двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является «Пьезоэлектрический инжектор».Они не только обеспечивают повышенную точность для двигателей последнего поколения CRDi, но и создают давление топлива до 3000 бар или 44000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сжимать или давить.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

Пьезо-привод состоит из сотен керамических пластин, уложенных друг над другом в инжекторе. Будучи электрически заряженными, пьезокристаллы могут изменить свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, слегка расширившись.Это расширение штабеля приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются / закрываются за несколько миллисекунд (тысячных долей секунды). Следовательно, он может впрыскивать очень небольшое количество топлива, весом менее одной тысячной грамма, а также тонко его распределять.

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

1. Очень высокая скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3.Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Повышенная частота - до семи впрысков на цикл сгорания

Пьезо-форсунки:

1. Оптимизировать сгорание топливовоздушной смеси.
2. Меньший расход топлива.
3. Уменьшить загрязнение, снизить выбросы.

Посмотрите видео о работе топливного инжектора здесь:

О CarBikeTech

CarBikeTech - это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет.CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

.

Влияние отверстий форсунок на характеристики дизельного двигателя

2. Введение в бензимидазол

Гетероциклическое ядро ​​бензимидазола можно назвать «главным ключом» из-за его подавляющего биологического профиля и синтетических применений в медицинской химии. Он входит в пятерку наиболее распространенных пятичленных гетероциклов ароматического азота в фармацевтических препаратах, одобренных FDA США [10]. Бензимидазолы представляют собой структурные изостеры азотистых оснований из-за слитых ядер азота, и они легко взаимодействуют с биомолекулярными мишенями и вызывают многие биологические активности, такие как противораковые [11], противовоспалительные [12], противоязвенные [13], гипотензивные [14], и глистогонное [15].Ахтар и др. в своем недавнем обзоре описана терапевтическая эволюция бензимидазольных каркасов в течение последнего пятилетнего периода [16]. Этот азотсодержащий гетероцикл присутствует в ряде хорошо зарекомендовавших себя клинических препаратов с разнообразной терапевтической активностью. Например, такие препараты, как рабепразол ( 1 ) и омепразол ( 2 ), являются бензимидазолсодержащими препаратами, действуют как ингибиторы протонной помпы и поэтому используются при лечении язв желудка [17]. Альбендазол ( 3 ) и тиабендазол ( 4 ) являются антигельминтными препаратами, которые действуют путем ингибирования полимеризации тубулина и ухудшают усвоение глюкозы, что в конечном итоге приводит к гибели паразитов [18].Нокодазол ( 5 ) - хорошо известное противоопухолевое средство, которое в основном действует путем ингибирования полимеризации тубулина. Кандесартан ( 6 ) представляет собой перорально активный мощный антагонист рецепторов ангиотензина II на основе бензимидазола, который используется для лечения гипертензии [19]. Бендамустин ( 7 ) представляет собой азотистый иприт, который относится к алкилирующим агентам, классу химиотерапевтических агентов и используется при лечении хронических лимфом [20]. Довотининb ( 8 ) представляет собой перорально активное бензимидазолхинолиноновое соединение с потенциальной противоопухолевой активностью (рис. 1).Он прочно связывается с рецептором роста фибробластов 3 (FGFR3), ингибирует его фосфорилирование и вызывает гибель опухолевых клеток [21].

Рисунок 1.

Примеры лекарств и других биоактивных молекул, содержащих мотив бензимидазола.

В 1954 году Тамм, Фолкерс и его сотрудники впервые сообщили о синтезе и противовирусной активности галогенированных бензимидазольных нуклеозидов [22]. Они обнаружили, что 5,6-дихлор-1-β-D-рибофуранозилбензимидазол (DRB) обладает множественной биологической активностью, включая активность против РНК и ДНК-вирусов.DRB ингибирует клеточную РНК-полимеразу II, тем самым влияя на множественные клеточные процессы, так что он более цитотоксичен, чем противовирусный. Slayden et al. обнаружили, что известные ингибиторы тубулина альбендазол ( 3 ) и тиабендазол ( 4 ) препятствуют и задерживают процессы деления клеток Mtb [23]. Позже Кумар и др. предположили, что ядро ​​бензимидазола будет новым ингибитором FtsZ, который будет обладать активностью как против лекарственно-чувствительного, так и против лекарственно-устойчивого Mtb [24].Этот молекулярный каркас проявляет многочисленные биологические свойства и обычно присутствует в различных лекарственных композициях. Бензимидазолы, связанные с различными биоактивными фармакофорами, также проявляют мощную противоопухолевую активность.

Бензимидазолы произвели революцию в процессе открытия лекарств благодаря своему разнообразному диапазону биологической активности, что делает этот каркас незаменимым якорем для создания новых терапевтических агентов. Таким образом, терапевтический потенциал бензимидазола и родственных ему препаратов привлек исследователей к разработке и синтезу более сильнодействующих производных с широким спектром фармакологической активности.Вследствие огромной синтетической ценности и расширенной биоактивности бензимидазолов и их производных время от времени предпринимались попытки создать библиотеки этих соединений.

3. Целевые производные бензимидазола

3.1 Ингибиторы галектина-1

Галектин-1 (Gal-1) экспрессируется в различных нормальных и патологических состояниях и выполняет множество функций с широким диапазоном биологической активности. Gal-1, человеческий гомодимерный лектиновый белок с массой 14 кДа, участвует во многих сигнальных путях, иммунных ответах, связанных с прогрессированием рака, неврологических состояниях и иммунных нарушениях [25].Gal-1 имеет домен распознавания углеводов (CRD), который селективен в отношении β-галактозидов в организме. Ингибирование человеческого Gal-1 рассматривается как один из потенциальных терапевтических подходов к лечению рака, поскольку он играет важную роль в развитии опухолей и метастазировании, модулируя различные биологические функции, а именно. ангиогенез, апоптоз, миграция и ускользание клеточного иммунитета [26]. О сверхэкспрессии Gal-1 сообщалось при многих типах рака, таких как рак мозга, груди, остеосаркома, легкое, простата, меланома и т. Д.[27]. Gal-1 может опосредовать неопластическую трансформацию, взаимодействуя с онкогенами, такими как H-Ras, и способствовать Ras-опосредованной передаче сигнала с участием RAF1 и киназы, регулируемой внеклеточными сигналами (ERK). Gal-1 поливалентно опосредует адгезию опухолевых клеток к ЕСМ в первичном сайте путем перекрестного связывания гликопротеинов клеточной поверхности, таких как интегрины, и гликозилированных белков в ЕСМ, таких как ламинин и фибронектин [28]. Следовательно, Gal-1 рассматривается как многообещающая молекулярная мишень для разработки новых терапевтических лекарств от рака.

Недавно была синтезирована новая серия производных 1-бензил-1H-бензимидазола в качестве опосредованных Gal-1 противораковых агентов. Целевое соединение ( 9 ) показало значительное ингибирование роста клеток рака молочной железы (MCF-7) со значением IC 50 7,01 ± 0,20 мкМ. Целевое соединение также показало хорошую цитотоксичность в диапазоне 10,69–14,04 мкМ против колоректального рака (HCT-116), рака груди (MDA-MB-231), рака простаты (DU-145) и рака легких (A-549). . Кроме того, экспрессия in vitro Gal-1 в клеточном супернатанте клеток MCF-7 с соединением ( 9 ) была измерена в исследованиях ферментативного GAL-1 ELISA и обнаружила дозозависимое снижение от 10 до 300 мкМ.Целевое соединение показало Gal-1-опосредованный апоптоз, который был подтвержден морфологическими изменениями в клетках, обработанных MCF-7, такими как образование пузырей, деформация клеточной стенки и сжатие клеток, на основе исследований апоптоза, таких как акридиновый апельсин / бромид этидия (AO / EB), окрашивание нуклеиновой кислотой DAPI, потенциал митохондриальной мембраны, анализ двойного окрашивания аннексином V / пропидиум йодидом и исследования флуоресценции дихлорфлуоресцеина (DCF). В анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост клеток MCF-7 в фазе G2 / M и фазе S.Кроме того, специфичность связывания целевого соединения с Gal-1 была подтверждена исследованиями поверхностного плазмонного резонанса и флуоресцентной спектроскопии, а значение константы специфического связывания (K a ) 1,2 × 10 4 M -1 наблюдали во флуоресценции. спектроскопические исследования, тогда как значение константы равновесия (KD) 5,76 × 10 -4 M наблюдалось в исследованиях поверхностного плазмонного резонанса. Связывание целевого соединения с Gal-1 было также подтверждено исследованиями RP-HPLC и обнаружено, что оно показывает 85.44% привязки к Гал-1. Исследования молекулярного докинга также были поддержаны на основе сильных взаимодействий аминокислот, таких как ARG48, TRP68 и ASP125, с целевым соединением [29, 30].

Tsung-Chieh Shih et al. сообщили о новом ингибиторе Gal-1, названном LLS2 ( 10 ), который был обнаружен с помощью библиотеки One-Bead-Two-Compound. Взаимодействие целевого gal-1 с LLS2 было подтверждено аналитическими методами ЖХ-МС / МС и анализом с понижающим анализом. Связывающий комплекс LLS2 с Gal-1 избирательно снижает мембраноспецифические пути H-Ras и K-Ras, что приводит к вовлечению в процесс апоптоза.LLS2 проявлял синергетический эффект в комбинации с паклитакселом против многих линий раковых клеток человека, таких как рак поджелудочной железы, рак яичников и клетки рака груди in vitro . Комбинация паклитаксела с LLS2 эффективно снижает рост ксенотрансплантатов рака яичников у бестимусных мышей in vivo (рис. 2).

Рисунок 2.

Новые производные бензимидазола в качестве опосредованных Gal-1 противораковых агентов.

Та же группа недавно опубликовала более мощный ингибитор Gal-1 LLS3 ( 11 ), он замедляет прогрессирование и инвазию устойчивого к кастрации рака простаты.LLS3 нацелен на Gal-1 как аллостерический ингибитор и снижает аффинность связывания Gal-1 с его партнерами по связыванию, а также вызывает подавление сигнальных путей Akt и AR. LLS3 продемонстрировал in vivo эффективность как на моделях ксенотрансплантатов, положительных, так и на отрицательных по рецепторам андрогенов. Помимо усиления противоопухолевого действия доцетаксела, вызывающего подавление опухолей, он также эффективно подавляет прогрессирование клеток рака простаты in vivo [31, 32].

3.2 Ингибиторы белка тубулина

Тубулин - один из членов небольшого семейства глобулярных белков.Присутствует несколько изоформ, из которых α- и β-тубулины являются наиболее распространенными членами тубулина. Клеточный белок тубулин является важным белком для репликации. Микротрубочки представляют собой освящающие филаменты и состоят из полярных конфигураций головы и хвоста α- и β-тубулинов как составляющих субъединиц. Микротрубочки содержат 13 активных протофиламентов, расположенных параллельно всей оси цилиндра микротрубочек. Это может обеспечить непрерывную транспортировку клеточных материалов моторными белками (динеином и кинезином) в отдаленные места.Микротрубочки также составляют неотъемлемую часть цитоскелета и отвечают за поддержание формы клеток, подвижность и внутриклеточный транспорт везикул, митохондрий и других компонентов [33, 34]. Более того, деление клетки включает дублирование ДНК и сегрегацию реплицированных хромосом на два дочерних ядра. Расщепление этих хромосом в митотической фазе осуществляется микротрубочками. При формировании микротрубочек положительный (+) конец оканчивается β-тубулином, тогда как минус (-) конец оканчивается α-тубулином.Они всегда находятся в состоянии полимеризации или деполимеризации. Микротрубочки обладают способностью укорачиваться или удлиняться схоластическим способом за счет потери или добавления гетеродимеров α / β-тубулина с концов микротрубочек. Это свойство получило название «динамическая неустойчивость» [35, 36]. Микротрубочки обладают свойством непрерывно расти, пока количество свободного тубулина превышает критический уровень. Критическая концентрация на отрицательном конце несколько выше, чем на положительном конце, а на отрицательном конце обычно прекращается рост.Даже выше критической концентрации тубулина его конец может внезапно перестать расти и начать сокращаться. Переход от роста к сокращению был назван «катастрофой». Через некоторое время сокращающийся конец микротрубочек может «остановиться» и / или снова начать расти; последний процесс известен как «спасение». Во время деления митотических клеток хромосомы разделяются митотическим веретеном, который формируется из микротрубочек тубулина. Следовательно, динамика тубулина играет особую роль в делении клеток. Некоторые из лекарств влияют на динамику микротубулина и, таким образом, вызывают полимеризацию или деполимеризацию и тем самым изменяют клеточную репликацию.Таким образом, на механистическом уровне тубулин - один из самых привлекательных и сложных подходов для создания новых противораковых соединений.

Zhang et al. синтезировали серию производных 1,2-диарилбензимидазола и сообщили, что они являются потенциальными противораковыми агентами. Среди всего прочего, целевая молекула ( 12 ), как было обнаружено, проявляет значительную цитотоксичность против раковых клеток человека, таких как клетки A549, HepG2, HeLa и MCF-7, в диапазоне GI 50 = 0,71–2,41 мкМ, а также обнаружено, что он проявляет нормальную цитотоксичность по отношению к нормальным клеткам.Процесс апоптоза целевым соединением был подтвержден морфологическими изменениями на клетках, обработанных HepG2 и HeLa, такими как деформация клеточной стенки, образование пузырей и сокращение клеток, на основе исследований апоптоза, таких как потенциал митохондриальной мембраны, анализ двойного окрашивания аннексином V / пропидиум йодидом и исследования флуоресценции дихлорфлуоресцеина (DCF). В анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост опухоли в фазе G2 / M. Кроме того, целевое соединение показало значительное ингибирование полимеризации микротрубочек со значением IC 50 , равным 8.47 мкМ. Исследования моделирования молекулярного докинга были выполнены для подтверждения связывания целевого соединения с белком микротрубочек и обнаружили, что целевое соединение сильно взаимодействует с белком [37].

Miao et al. сообщили о новой серии производных дегидроабиетиновой кислоты на основе 2-арилбензимидазола в качестве потенциальных цитотоксических агентов, направленных на полимеризацию тубулина. Синтезированные молекулы охарактеризованы элементным и аналитическим методами. Целевое соединение ( 13 ) показало значительное ингибирование роста клеток рака гепатокарциномы (SMMC-7721) со значением IC 50 , равным 0.08 ± 0,01 мкМ. Целевое соединение также показало хорошую цитотоксичность в диапазоне 0,04–0,07 мкМ против рака груди (MDA-MB-231), рака шейки матки (HeLa) и рака толстой кишки (CT-26). Для подтверждения индукции апоптоза в клетках рака гепатокарциномы (SMMC-7721) были проведены исследования апоптоза, такие как измерения уровней ROS, потеря потенциала митохондриальной мембраны и анализ клеточного цикла. В анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост опухоли в фазе G2 / M. Кроме того, целевое соединение показало значительное ингибирование полимеризации микротрубочек с IC 50 , равным 5 мкМ.Исследования молекулярного докинга подтвердили селективность целевого соединения к белку тубулина, основанную на сильных электронных взаимодействиях между целевыми соединениями и тубулином [38].

Wang et al. сообщили о новой серии бензимидазолов, содержащих производные бензсульфамид-пиразольного кольца в качестве потенциальных ингибиторов полимеризации тубулина. Целевое соединение ( 14 ) показало значительное ингибирование роста клеток рака легких (A549) со значением IC 50 0,15 ± 0.05 мкМ, а также показали хорошее ингибирование роста клеточных линий Hela, HepG2 и MCF-7 в диапазоне концентраций 0,17–0,33 мкМ. Кроме того, целевое соединение показало значительное ингибирование полимеризации микротрубочек со значением IC 50 , равным 1,52 мкМ. При анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост клеток A549 в фазе G2 / M. Целевое соединение показало апоптоз клеток A549 на основании исследований двойного окрашивания аннексином V / йодидом пропидия и анализа клеточного цикла.Исследования молекулярного докинга также были поддержаны на основе сильных аминокислотных взаимодействий, таких как LYS 352, LYS 254, ASN 258 и CYS 241, с целевым соединением [39] (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Целевые производные бензимидазола в качестве селективных противораковых агентов посредством нацеленной полимеризации тубулина.

Baig et al. сообщили о серии производных имидазо [2,1-b] тиазол-бензимидазола в качестве антипролиферативных агентов посредством ингибирования полимеризации тубулина. Молекула-мишень ( 15 ) показала значительную цитотоксичность в отношении рака легкого человека (A549) со значением IC 50 , равным 1.08 мкМ. Он также показал хорошую цитотоксичность в отношении DU-145 (простата), MCF-7 (рак груди), A549 (рак легких) и HeLa (рак шейки матки) в диапазоне 1,65–7,55 мкМ. При анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост клеток A549 в фазе G2 / M. Целевое соединение показало апоптоз, который был подтвержден морфологическими изменениями в клетках, обработанных A549, такими как образование пузырей, деформация клеточной стенки и сжатие клеток, на основе исследований апоптоза, таких как окрашивание по Хёхсту, потенциал митохондриальной мембраны, анализ двойного окрашивания аннексином V / пропидиум йодидом. .Кроме того, целевое соединение демонстрирует значительное ингибирование сборки микротрубочек с IC 50 1,68 мкМ. Вычислительные исследования показали, что целевое соединение может легко занимать сайт связывания колхицина белка [40].

3.3 Ингибиторы карбоангидразы

Человеческие карбоангидразы (hCAs) представляют собой α-семейство класса карбоангидраз и существуют в 16 различных изоформах [41]. В зависимости от их местоположения в организме они классифицируются на цитозольные hCA, такие как CA I, CA II, CA III, CA VII и CA XIII; трансмембранные hCA, такие как CA IV, CA IX, CA XII, CA XIV и CA XV; связанные с митохондриями hCA, такие как CA Va и Vb; секреторные hCA, такие как CA VI; и каталитически неактивные изоформы, такие как CA VIII, CA X и CA XI, которые рассматриваются как CA-родственные белки (CARP) [42].Среди всего прочего, изоформы IX и XII hCA сверхэкспрессируются при многих типах рака, так как это связанные с опухолью трансмембранные ферменты, в основном гипоксические опухоли, которые рассматриваются как новые потенциальные мишени для различных типов опухолей [43]. Сверхэкспрессия изоформ IX и XII hCA дополнительно способствует опухолевой прогрессии, ангиогенезу, метастазированию и пролиферации различных опухолевых клеток [44]. Чтобы продемонстрировать потенциальную цитотоксичность без побочных эффектов, противораковое средство должно избирательно ингибировать ассоциированные с опухолью hCAs IX и XII по сравнению с другими hCAs.Следовательно, текущие исследования рака сосредоточены на разработке различных гетероциклов, которые избирательно нацелены на изоформы IX и XII hCA, связанные с опухолью, для эффективных стратегий лечения рака [45]. Другая изоформа чСА II также обнаруживает сверхэкспрессию при некоторых формах рака и других состояниях, таких как отек, глаукома и эпилепсия.

Недавно было сообщено о новой серии 2-замещенных бензимидазол-6-сульфонамидов в качестве противоопухолевых потенциалов при тестировании против четырех физиологически значимых hCA, таких как CA I, CA II, CA IX и CA XII.Анализ результатов ингибирования hCA показал, что новая серия производных сульфонамида на основе бензимидазола проявляет селективное ингибирование в отношении связанных с опухолью изоформ, таких как CA IX и CA XII. Молекула-мишень ( 16 ) этой серии показала многообещающее ингибирование в низком диапазоне мкМ против изоформ hCA IX и XII с величиной константы ингибирования (K i ) 2,2 и 22,3 мкМ. Другое сильнодействующее соединение (17) также продемонстрировало хорошее ингибирование в диапазоне низких мкМ против hCA IX и XII, со значением константы ингибирования (K i ), равной 5.9 и 7,9 мкМ соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что эти производные бензимидазола могут быть потенциальными противораковыми агентами, проявляющими новый механизм за счет ингибирования изоформ IX и XII hCA [46]. Аста Зубриене и др. сообщили о серии новых бензолсульфонамидов с производными бензимидазола в качестве селективных ингибиторов карбоангидразы человека I, II, VII, XII и XIII. Целевые молекулы были синтезированы из производного бензимидазола-предшественника с различными фенацилбромидами. Целевые молекулы (18, 19) оценивали по пяти физиологически релевантным изоформам hCA (hCA, EC 4.2.1.1) CA I, CA II, CA VII, CA XII и CA XIII. Целевое соединение проявляло многообещающее ингибирующее действие на более низком наномолярном уровне против выбранных hCA с диапазоном значений константы ингибирования (Ki) 1,67–66,7 мкМ. Другая молекула-мишень продемонстрировала значительное ингибирование на более низком наномолярном уровне в отношении выбранных hCA с диапазоном значений константы ингибирования (Ki) 2,86–62,5 мкМ [47] (Рисунок 4).

Рисунок 4.

Производные бензимидазола в качестве противораковых агентов, опосредованных ферментом карбоангидразы человека.

3.4 Ингибиторы рецептора эпидермального фактора роста (EGFR)

Рецептор эпидермального фактора роста представляет собой подсемейство трансмембранного гликопротеина (ErbB-1) рецепторов тирозинкиназ класса ErbB, а другие подсемейства включают HER2 / neu (ErbB-2), Her 3 (ErbB-3) и Her 4 (ErbB-4) [48]. Внутренние лиганды, такие как EGF и TGF𝛼, облегчают передачу сигнала, способствующего росту клеток, за счет взаимодействия с рецепторами EGFR и регулируют развитие эпителиальной ткани и гомеостаз [49, 50]. При раке, особенно эпителиальных злокачественных новообразованиях, из-за избыточной продукции лигандов EGFR в микросреде опухоли вызывает постоянную активацию (или) мутации рецепторов EGFR, что приводит к усилению роста эпителиальной опухоли, метастазированию и инвазии [51, 52].

В недавнем исследовании была синтезирована новая серия производных триазола и тиадиазола на основе бензимидазола и оценена как селективные ингибиторы EGFR. Рентгеноструктурный анализ монокристаллов был проведен для подтверждения молекулярной структуры целевого соединения. Синтезированные соединения были оценены на предмет их ингибирующей активности киназы EGFR с эрлотинибом в качестве эталонного стандарта, и большинство соединений показало многообещающую активность. Также были проведены исследования клеточного ингибирования, и целевое соединение ( 20 ) показало значительное ингибирование и проявило ингибирующую активность киназы EGFR (более 30%) против клеток MCF7.Исследования молекулярного докинга показали, что целевое соединение демонстрирует взаимодействия двух водородных связей с остатками LYS721 и THR830 в сайте связывания тирозинкиназы EGFR [53]. Ахтар и др. сообщили о гибридах бензимидазол-оксадиазола как селективных ингибиторах рецепторов EGFR и erbB2. В исследованиях ингибирования клеток in vitro и целевое соединение ( 21 ) показало значительное ингибирование с IC 50 5,0 мкМ против клеток рака молочной железы (MCF-7). Было обнаружено, что целевое соединение демонстрирует значительное ингибирование EGFR и рецептора erbB2 при 0.081 и 0,098 мкМ соответственно. Большинство синтезированных соединений проявляли хорошую цитотоксическую активность против выбранных линий раковых клеток человека. При анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост клеток MCF-7 в фазе G2 / M. Вычислительные исследования и исследования 3D-QSAR показали, что целевое соединение проявляет сильные взаимодействия с Asp831, Met769 и Thr830 фермента EGFR [54].

Ахтар и др. синтезировали производные пиразола на основе бензимидазола посредством однокомпонентной реакции и оценили их потенциальную противораковую активность.Синтезированные соединения подвергали скринингу против выбранных линий раковых клеток человека, таких как MCF-7, MDA-MB231, A549, HepG2 и HaCaT. Оценку ингибирующей активности EGFR проводили для всех синтезированных соединений. Целевое соединение ( 22 ) проявляло многообещающую цитотоксичность в отношении линий раковых клеток легких (A549) со значением IC 50 , равным 2,2 мМ, и значением ингибирования рецептора EGFR с IC 50 , равным 0,97 мМ. При анализе клеточного цикла целевое соединение селективно задерживало рост клеток A549 в фазе G2 / M.Кроме того, он подавлял рост клеток рака легких, вызывая апоптоз. В исследованиях молекулярного докинга целевое соединение показало сильные электронные взаимодействия с Met769, Thr830, Lys721 и Phe699 активного кармана рецептора EGFR [55]. Юань и др. синтезировали библиотеку производных 6-амид-2-арилбензоксазола / бензимидазола и оценили их селективную ингибирующую активность против VEGFR-2. Библиотека соединений проявляла селективную противораковую активность против гепатоцеллюлярной карциномы печени (HepG2) и эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVECs) по отношению к линиям раковых клеток легкого (A549) и молочной железы (MDA-MB-231).Целевое соединение проявляло значительное ингибирование роста против HepG2 и HUVEC со значениями IC 50 1,47 и 2,57 мМ, соответственно. Целевое соединение ( 23 ) показало способность противостоять ангиогенезу (79% ингибирование при 10 нМ / яйцо) с помощью анализа хориоаллантоисной мембраны цыплят (САМ) и продемонстрировало отличное ингибирование киназы VEGFR-2 с IC 50 0,051 мМ. Вычислительный анализ показал, что целевое соединение сильно взаимодействует с активным сайтом киназы VEGFR-2.Сделан вывод, что производные 6-амид-2-арилбензоксазола / бензимидазола являются важными ингибиторами киназы VEGFR-2 для лечения антиангиогенеза [56] (рис. 5).

Рисунок 5.

Производные бензимидазола в качестве селективных противоопухолевых агентов посредством нацеливания на EGFR.

5. Синтетические стратегии

Первый бензимидазол (2,5-диметилбензимидазол) ( 3 ) или 2,6-диметилбензимидазол ( 4 ) был получен в 1872 году Хебрекером путем восстановления 2-нитро-4-метилацетанилида. [60] ( 1 ) (рисунок 7).Несколько лет спустя было сообщено о синтезе бензимидазола путем кипячения 3,4-диаминотолуола ( 2 ) с уксусной кислотой [61]. Многие синтетические пути построения бензимидазольного кольца были начаты с коммерчески доступных производных бензола, содержащих функциональные группы азота, особенно орто-производных. Таким образом, описан ряд методов синтеза биоактивных бензимидазолов и их производных. Большинство из них связано с конденсацией O -фенилендиаминов ( 5 ) и его производных с карбоновыми кислотами ( 6 ), сложными эфирами, спиртами или альдегидами [62].

Рис. 7.

Общий синтез бензимидазолов из производных анилина.

Синтез бензимидазолов в присутствии различных катализаторов включает конденсацию O -фенилендиаминов с орто сложными эфирами в присутствии кислот Льюиса, таких как ZrCl 4 , SnCl 4 , TiCl 4 , HFCl 4, и др. Наиболее часто используемым методом синтеза бензимидазолов ( 7 ) является метод Филиппа, который включает конденсацию O -фенилендиаминов ( 5 ) с карбоновыми кислотами ( 6 ) или их производными. путем нагревания реагентов в присутствии концентрированной соляной кислоты [62] (рис. 8).

Рис. 8.

Конденсация Филлипа для синтеза бензимидазолов.

Производные бензимидазола ( 14 ) были синтезированы в мягких условиях с изначально низкой стоимостью многими исследователями с использованием ( 8 ), ( 9 ), ( 10 ), ( 11 ), ( 12). ) и ( 13 ) в качестве реагентов (рисунок 9). Сухейла и др. продемонстрировал синтез бензимидазолов конденсацией O-фенилендиамина с соответствующим альдегидом ( 8 ) в присутствии метабисульфита натрия.Они предложили реакцию, которая зависит от образования бисульфитного аддукта арилальдегида для получения бензимидазола.

Рисунок 9.

Синтетические стратегии бензимидазолов.

Hanan et al. сообщили о превращении ароматических и гетероароматических 2-нитроаминов ( 9 ) в бициклические 2 H -бензимидазолы с использованием муравьиной кислоты, порошка железа и NH 4 Cl в качестве добавки для восстановления нитрогруппы и воздействия Циклизация имидазола с высокими выходами [63].Nale et al. разработал метод синтеза производных бензимидазола в присутствии цинковых катализаторов из N-замещенных формамидов и различных о-фенилендиаминов [64] ( 10 ). Махеш и др. разработал метод однокомпонентной многокомпонентной реакции, который позволяет превращать коммерческие ариламины, альдегиды и азиды ( 11 ) в различные бензимидазолы через посредством эффективного катализируемого медью аминирования N-арилиминов [64]. Lin et al. разработал метод синтеза мультизамещенных бензимидазолов с переключением растворитель / окислитель с помощью безметаллового селективного окислительного аннелирования ариламидинов [65] ( 12 ).Рэй и др. синтезировали различные N -арил-1 H -индазолы и бензимидазолы из обычных ариламинооксимов ( 13 ) с выходами от хороших до отличных [66].

.

Ошибка

Перейти к основному содержанию

☰Боковая панель

Мои курсы .

Топливная форсунка дизельных двигателей - Морское исследование


Кредит изображения: www.riceweightloss.com

Старые двигатели с продувкой по контуру могут иметь единственную форсунку, установленную по центру головки блока цилиндров. Поскольку выпускной клапан находится в центре головки блока цилиндров в современных двигателях с прямоточной продувкой, топливные клапаны (2 или 3) расположены по периферии головки.
Давление, при котором работает форсунка, можно регулировать, регулируя нагрузку на пружину.Давление, при котором работают форсунки, различается в зависимости от двигателя, но может достигать 540 бар.

- Топливные форсунки достигают этого за счет использования подпружиненного игольчатого клапана.
- Топливо под давлением от топливного насоса подается вниз по корпусу форсунки в камеру форсунки чуть выше, где игольчатый клапан крепко удерживается на своем седле сильной пружиной.
- Когда плунжер топливного насоса поднимается в цилиндре, в камере нарастает давление, воздействуя на нижнюю часть иглы, как показано.Когда эта сила преодолевает направленную вниз силу пружины, игольчатый клапан начинает открываться.
- Топливо теперь воздействует на зону посадки клапана и увеличивает подъемную силу.
- Когда это происходит, топливо попадает в пространство под иглой и проталкивается через небольшие отверстия в сопле, где оно выходит в виде «распыленной струи».

Кредит изображения: www.marinediesels.co.uk

В конце поставки давление резко падает, и пружина быстро закрывает игольчатый клапан.

РАСПЫЛЕНИЕ

Это разбивка топлива на очень мелкие частицы, когда оно впрыскивается в цилиндр.
Правильное распыление облегчает начало горения и гарантирует, что каждая мельчайшая частица топлива окружена кислородом частицы, которые он может объединить

Изображение предоставлено: www.marineinsight.com

Относится к расстоянию, на которое частицы топлива проходят или проникают в камеру сгорания.

- Относится к схеме движения прицела в камере сгорания в конце сжатия.
Форма распыления топлива конусообразная.

- Это происходит, когда во время впрыска наблюдается чрезмерная скорость распыления топлива, вызывающая контакт с металлическими частями двигателя, и одним из результатов является горение пламени.

Корпус клапана топливной форсунки обычно имеет фланец на верхнем конце, а нижний конец имеет резьбу для размещения корпуса форсунки и накидной гайки форсунки.
В корпусе форсунки есть четыре отверстия. Одно предназначено для впуска топлива, а другое - для клапана заливки топлива, эти два отверстия соединены через общее пространство внутри топливного сопла или через кольцевое пространство.

Изображение предоставлено: DieselNet

Игла клапана, которая очень точно вошла в направляющую машины в корпус форсунки, удерживается на коническом седле непосредственно над отверстиями распыления.
Небольшой зазор между иглой и корпусом форсунки, чтобы учесть изменения температуры при работе с нагретым топливом.

Некоторые форсунки имеют внутренние охлаждающие каналы, выходящие в сопло, через которые циркулирует охлаждающая вода. Это необходимо для предотвращения перегрева и подгорания насадки. Форсунки
на современных двухтактных крейцкопфных двигателях не имеют внутренних каналов водяного охлаждения. Они охлаждаются за счет комбинации интенсивного охлаждения канала в головке блока цилиндров, расположенной рядом с карманами клапана, и топлива, которое рециркулирует через форсунку, когда толкатель находится на основании кулачка или когда двигатель остановлен.

Помимо охлаждения форсунки, рециркуляция топлива при остановленном двигателе поддерживает правильную вязкость топлива для впрыска, предотвращая его охлаждение.
Анимация напротив показывает принцип работы одной системы.
Топливные форсунки должны содержаться в хорошем состоянии для поддержания оптимального КПД и предотвращения возникновения условий, которые могут привести к повреждению цилиндра. Форсунки следует заменять в соответствии с рекомендациями производителя, проводить капитальный ремонт и испытания.Пружины могут ослабнуть при повторном срабатывании, что приведет к открытию инжектора при более низком давлении, чем предусмотрено. Игольчатый клапан и седло могут изнашиваться, что вместе с изношенными отверстиями сопла приведет к неправильному распылению и подтеканию.

1. Перегрев ИЛИ при охлаждении:
Если охлаждение форсунки снижено из-за системы охлаждения топливного клапана или плохой передачи тепла к головке блока цилиндров, рабочая температура форсунки повысится. Это может вызвать: -
- Размягчение иглы и седла, что увеличивает вероятность утечки из форсунки и / или,
- Топливо расширяется / выкипает из топливного мешка, что приводит к образованию угольной трубы и повышенному уровню углеводородов и дыма. в выхлопных газах.

2. Переохлаждение:
Чаще встречается на старых судах с отдельными системами водяного охлаждения топливного клапана. Когда форсунка переохлаждена, верхняя часть форсунки опускается ниже температуры конденсации, и возникает кислотная коррозия из-за серы в жидком топливе. Это может вызвать сильную коррозию наконечника форсунки, что приведет к нарушению формы распыления.

3. Утечка из форсунки:
Эта неисправность приведет к образованию углеродных труб, поскольку капля топлива горит близко к наконечнику, и остаются углеродные отложения.Формирование труб будет иметь прогрессивный эффект, влияя на форму распыления топлива, и это может быть обнаружено по повышенной температуре выхлопных газов и уровням дыма.
Утечку форсунки иногда можно определить по дефекту седла (седло больше не узкое, и это вызвано): -
- недостаточное охлаждение,
- грязь в топливе, повреждающая / истирающая посадочную зону,
- чрезмерная игла удар клапана из-за чрезмерного времени работы, чрезмерного подъема иглы или усилия пружины.

4. Слабая пружина:
Это приведет к тому, что форсунка будет открываться и закрываться при более низком давлении. Таким образом, в течение этих периодов впрыска размер капель топлива будет увеличиваться.
Увеличенный размер капель в начале сгорания приведет к снижению максимального давления в цилиндре (позднее сгорание), в то время как увеличенный размер капель в конце сгорания приведет к увеличению температуры выхлопных газов и дыма (дожигание).
Причиной слабой пружины обычно является усталость металла из-за чрезмерного количества операций.

5. Провисшая игла:
Незначительная утечка между игольчатым клапаном и его корпусом необходима для смазки движущихся частей. Однако избыточная утечка из-за провисания иглы позволит большему количеству и большему размеру частиц топлива пройти между клапаном и корпусом.
Количество утечки не должно влиять на производительность инжектора, если оно не является чрезмерным, но частицы грязи между иглой и корпусом могут увеличить трение и замедлить работу иглы.
Причиной провисания иглы обычно является плохая фильтрация топлива, вызывающая износ иглы и корпуса.

6. Плохое распыление:
Это увеличивает размер капель топлива, что увеличивает время, необходимое для сгорания. Таким образом, шум двигателя, выхлопной дым, температура выхлопных газов и т. Д. Увеличатся. Плохое распыление может быть вызвано низким давлением впрыска (износ топливного насоса), высокой вязкостью топлива и засорением отверстия форсунки, например, угольными трубами.

7.Плохое проникновение
Это уменьшит смешивание топлива и воздуха и увеличит чрезмерно богатые участки в центральной части цилиндра. Таким образом, только после сгорания в центральной области расширяющиеся газы будут перемещать топливный заряд в богатое воздухом внешнее кольцо цилиндра, где присутствует наибольшая масса воздуха.
Это увеличит время, необходимое для сгорания, поскольку смесь топлива и воздуха во многих областях неправильная, и, следовательно, увеличится дожигание, температура выхлопа и дымность.
Причины плохого проникновения - пониженное давление впрыска и засорение отверстий форсунки, например, рожков или отложений в мешочке.

8. Избыточное проникновение
Это произойдет, когда плотность воздуха внутри цилиндра уменьшится или возникнут отверстия слишком большого размера. Поток жидкости проходит слишком далеко в цилиндр, так что имеет место высокий уровень попадания жидкости на стенку гильзы. Это удалит смазку гильзы, и после горения значительно увеличится температура стенки гильзы и ее тепловое напряжение.
Если это чрезмерное проникновение вызвано длительными операциями с малой мощностью, то следует установить насадки с «медленной скоростью».

Форсунки с медленным пропариванием могут использоваться, когда требуется регулярная и продолжительная работа двигателя при 20-50% мощности.
Диаметр отверстия сопла уменьшен до
i. Уменьшите проникновение в менее плотный воздух в цилиндре
ii. Поддерживайте достаточный уровень распыления и давление впрыска, так как массовый расход снижается.

Если двигатель работает в течение длительного периода на низких уровнях мощности / скорости с форсунками "нормального" размера, то распыление будет уменьшаться, что приведет к увеличению шума двигателя, механической нагрузки, выхлопного дыма, температуры выхлопных газов и расхода топлива.

1. Сильно увеличенные отверстия вызывают перегрев, возможно обгорание верхней поверхности поршня, а также вызывают отложения нагара в пространстве охлаждения поршня, если охлаждается маслом. Это также может вызвать повышенный износ цилиндра и поршневого кольца.

2. Если отверстия забиты, то разбрызгивание топлива будет происходить до такой степени, что это приведет к несовершенному сгоранию. Это, в свою очередь, может значительно снизить выходную мощность и вызвать все механические проблемы, которые обычно возникают после сжигания.
3. Если форсунки негерметичны или пружина повреждена, выгорает верхняя поверхность поршня, а также образуется нагар в охлаждающем пространстве поршня, если масло охлаждается. Это также может вызвать повышенный износ цилиндра и поршневых колец и привести к пожару из продувки.

1. О раннем впрыске обычно свидетельствует стук в цилиндре. На диаграмме мощности максимальное давление будет значительно выше. Температура выхлопных газов будет низкой.

2. Негерметичный клапан можно определить по индикаторной диаграмме, которая показывает пониженное давление сгорания.Это будет некоторое снижение выходной мощности, повышение температуры выхлопных газов примерно на 10oC и наличие дымных газов. Блокировка форсунок и выпускных отверстий. Пульсация турбонагнетателя также является одним из показателей

3. После сжигания произойдет повышение температуры и давления выхлопных газов. Максимальная высота диаграммы мощности и тяги будет уменьшена. Другими признаками являются задымленность выхлопа, возможные возгорания на всасывании, засорение выхлопной системы, помпаж турбовентилятора

4. Забитые топливные форсунки - эффективность сгорания двигателя зависит от распыления топлива, формы и направления струй топлива.Так что отверстия должны быть чистыми. Первым внешним признаком накопления нагара будет повышение температуры выхлопных газов из-за того, что топливо не смешивается должным образом с воздухом и, следовательно, не сгорит полностью за отведенное время. Мощность снижена, выхлоп задымлен.

1. www.marineengineering.co.uk
2. Эксплуатация и обслуживание морского оборудования - Cowley
3. Reeds Marine Engineering Series, Vol. 12 - Знания в области автомобильной инженерии для морских инженеров
4. Вопросы и ответы Лэмба о морских дизельных двигателях - С. Кристенсен
5. Принципы и практика судовых дизельных двигателей - Sanyal

.Инжектор

| Определение, использование и принцип

Инжектор , устройство для впрыска жидкого топлива в двигатель внутреннего сгорания. Этот термин также используется для описания устройства для впрыска питательной воды в бойлер.

четырехтактный дизельный двигатель

Типичная последовательность событий цикла в четырехтактном дизельном двигателе включает единственный впускной клапан, форсунку впрыска топлива и выпускной клапан, как показано здесь. Впрыскиваемое топливо воспламеняется в результате реакции на сжатый горячий воздух в цилиндре, что является более эффективным процессом, чем в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В дизельных двигателях для правильного сгорания топливо должно быть в сильно распыленной форме. Обычно это достигается с помощью плунжера и цилиндра (впрыск твердого вещества), который нагнетает точно отмеренные количества жидкого топлива в камеры сгорания через распылительные форсунки. Иногда вместо поршня используется сжатый воздух (нагнетание воздуха). Эти форсунки широко используются в таком дизельном оборудовании, как железнодорожные локомотивы, грузовики, автобусы, землеройные машины, корабли и стационарные электростанции, а также иногда встречаются в двигателях с искровым зажиганием самолетов и грузовиков.

дизельный двигатель и камера предварительного сгорания

Дизельный двигатель с камерой предварительного сгорания.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Инжекторы питательной воды котла используют высокоскоростную струю пара для подачи воды в котел. Поскольку трудно было поверить, что пар из котла может нагнетать и сам себя, и питательную воду обратно в котел, введение (1859 г.) таких инжекторов их изобретателем Анри Жиффардом вызвало большой интерес. Они могут использовать отработанный пар при атмосферном давлении для подачи питательной воды с расходом 1 мегапаскаль (150 фунтов на квадратный дюйм).Принцип аналогичен используемому в эжекторе. При смешивании с относительно холодной питательной водой пар конденсируется, передавая большую часть своего количества движения воде. Кинетическая энергия, связанная с результирующей высокой скоростью, преобразуется в давление в сходящемся-расширяющемся канале, доставляя воду в бойлер. Сейчас почти полностью заменены центробежными питательными насосами котлов, такие форсунки представляют прежде всего исторический интерес.

инжектор

Паровой инжектор Анри Жиффара.

Иллюстрация из Открытий и изобретений XIX века Роберта Рутледжа, George Routledge and Sons, Limited, 1900 .

Смотрите также