¿Cuál es la mejor y más eficiente forma de alimentar un automóvil?
Los motores de gasolina se utilizan como combustible. Después de que la gasolina ingresa al cilindro, debe vaporizarse hasta convertirse en gas y luego mezclarse con aire para formar una cierta concentración para que la bujía pueda encender la mezcla. Generalmente, se controla según la relación aire-combustible estándar de 14,7, es decir, 14,7 g de aire requieren 1 g de gasolina. Si la mezcla es demasiado pobre o demasiado rica, no se quemará correctamente y el motor no arrancará correctamente. La tarea del sistema de suministro de combustible es entregar la cantidad adecuada de gasolina al cilindro y garantizar que se atomice y evapore por completo para formar una mezcla adecuada para el motor.
Existen tres sistemas principales de suministro de combustible para motores de gasolina:
1. El motor de motocicleta alimentado por carburador es el más intuitivo. El carburador está instalado entre el filtro de aire y la entrada de aire del motor. Cuando el motor está funcionando, el pistón aspira aire, que pasa a través del filtro de aire y ingresa al cilindro desde el puerto de admisión a través del carburador. Pero el diseño especial del carburador permite que el flujo de aire absorba parte de la gasolina. Lo que es más sutil es que el diseño físico del carburador hace que la cantidad de gasolina y aire inhalado cada vez cumpla con la relación óptima aire-combustible de gasolina. En otras palabras, si pasan 14,7 g de gasolina vacía a través del carburador, se puede succionar 1 g de gasolina.
La imagen de arriba es la estructura del carburador. Las dos flechas negras representan el flujo de aire de admisión del motor y la pequeña flecha negra del carburador representa la gasolina que se succiona. De acuerdo con el diagrama, podemos formar juntos el proceso de trabajo del carburador: cuando se gira la válvula del acelerador, el tubo del acelerador tira de la válvula del acelerador y la aguja de la válvula para moverse hacia arriba, la válvula del acelerador se abre, el paso de aire aumenta y el aire aumenta la ingesta. La aguja de la válvula se inserta en la boquilla de gasolina y la aguja de la válvula es delgada en la parte delantera y gruesa en la parte posterior. Cuanto más se tira de la aguja de la válvula, más expuesta queda la boquilla de gasolina y más gasolina se succiona. Entonces, cuando giramos el acelerador, la apertura del acelerador aumenta y el flujo de aire aumenta. Al mismo tiempo, la aguja de la válvula aumenta, el área de la sección transversal de la boquilla de gasolina aumenta y también aumenta la cantidad de gasolina aspirada. Suelte el acelerador, el acelerador baja, el paso de aire se estrecha y la entrada de aire disminuye. Al mismo tiempo, la aguja de la válvula desciende, el área de la sección transversal de la boquilla de gasolina disminuye y se succiona menos gasolina. De esta manera el volumen de aire y el suministro de aceite siempre están equilibrados.
La imagen de arriba es una imagen física del carburador. Puede ver claramente la válvula del acelerador y la aguja de la válvula.
La relación teórica aire-combustible de la gasolina es de 14,7. Controlar la relación aire-combustible en 14,7 puede garantizar la combustión completa del combustible y también es beneficioso para los gases de escape. Pero si desea aumentar la potencia de salida, necesita una mezcla más rica, es decir, la relación aire-combustible es inferior a 14,7. Sin embargo, la estructura del carburador determina que su relación aire-combustible sea fija, entonces, ¿cómo aumentar la concentración de la mezcla para aumentar la potencia durante una aceleración rápida? Esto nos lleva a un diseño de carburador más ingenioso: la bomba del acelerador.
Tomemos como ejemplo las motocicletas. En algunas motocicletas, el cable del acelerador se dividirá en dos partes cuando llegue al carburador. Uno es para controlar la válvula de mariposa y la válvula de aguja, y el otro es para controlar la bomba de mariposa. La bomba de aceleración es una pequeña bomba de pistón. Cuando el acelerador gira a velocidad normal, la velocidad de movimiento del pistón de la bomba del acelerador es baja y la presión del aceite cambia de manera uniforme. Al acelerar, girar el acelerador rápidamente hará que el émbolo se mueva rápidamente, aumentará la presión del aceite y aspirará parte de la gasolina hacia la entrada de aire, aumentando la concentración de la mezcla y mejorando la potencia del motor.
2. Aunque el carburador de inyección de combustible del puerto de admisión (motor EFI) tiene una estructura ingeniosa, es puramente mecánico y no puede lograr un control preciso del suministro de combustible. Además, cuando la temperatura es baja en invierno, conviene abrir el estrangulador manualmente para enriquecer la mezcla. Por eso existe un sistema de inyección electrónica de combustible, que utiliza inyectores controlados por computadora para inyectar combustible directamente en el colector de admisión. Esto es lo que solemos llamar motor de inyección electrónica.
Se puede decir que los motores de inyección electrónica y los motores de carburador ordinarios son productos de dos épocas. Los motores EFI utilizan una gran cantidad de sensores y una computadora de control para lograr un control preciso y eficiente del estado de funcionamiento del motor.
Primero instale un medidor de flujo de aire en la entrada de aire para calcular el flujo de aire que ingresa al cilindro. Luego, la ECU puede calcular la cantidad requerida de gasolina en función del volumen de aire y la relación aire-combustible, y luego controlar el inyector para inyectar la gasolina requerida para completar la tarea de suministro de combustible. El sistema tiene alta precisión de control y flexibilidad. La ECU controla automáticamente el enriquecimiento acelerado y el enriquecimiento por arranque en frío en función de la señal de temperatura del agua. Independientemente de la primavera, el verano, el otoño o el invierno, el motor se puede arrancar siempre que la llave esté encendida. No es necesario pisar el acelerador como en un coche con carburador y el consumo de combustible es menor. La ECU también puede ajustar activamente el ángulo de encendido para aumentar la potencia de salida. En general, la economía y la potencia son mucho mejores que las de los motores con carburador.
3. Inyección directa en cilindro El motor de gasolina de inyección directa en cilindro utiliza una bomba de aceite de alta presión para aumentar la presión de inyección e inyectar gasolina directamente en el cilindro.
El sistema también se basa en computadoras para controlar el funcionamiento del motor a través de varias señales de sensores, con alta precisión de control y gran flexibilidad. Además, después de que la gasolina se inyecta directamente en el cilindro, se vaporiza y absorbe calor en el cilindro, lo que puede reducir la temperatura del cilindro, mejorando así la eficiencia de carga y reduciendo el riesgo de detonación. La unidad de control electrónico puede obtener un ángulo de avance de encendido mayor y maximizar la potencia del motor.
De lo anterior podemos saber que el método de suministro de aceite al carburador es el más simple, pero la precisión del control no es suficiente y la economía y la usabilidad son ligeramente peores.
Los motores EFI con colector de admisión tradicionales pueden lograr un control más preciso de la relación aire-combustible, mejores emisiones y una mejor economía.
Debido a la alta presión de inyección, la tecnología de inyección directa en el cilindro puede promover la atomización y evaporación de la gasolina de manera más completa y rápida. Al mismo tiempo, inyectar gasolina en el cilindro puede reducir la temperatura en el cilindro, mejorar la eficiencia de carga y reducir el riesgo de detonación, por lo que este método de inyección de combustible es el más económico.
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