Продуктивність форсунки — це її максимальна пропускна здатність у відкритому стані (розраховується як подача максимальної кількості пального за одиницю часу). Вимірюється в кубічних см за хвилину ([см3/хв] або [cc/min]) або при розрахунках потужності двигуна також може вказуватися як г/хв. Більшість виробників, в тому числі Bosch, Siemens, Denso і Delphi у своїх каталогах надають розмір інжекторів за американським стандартом у фунтах за годину (англ. — [lbs/hr]). Коефіцієнт переведення дорівнює ~10,5. Форсунки можуть мати дуже широкий діапазон продуктивності, наприклад для стандартних бошевских під двигуни ВАЗ — 125-137 см3/хв, а номінальні на «Тойоті» — від 155cc до 430cc. Що стосується форсованих двигунів, то там можуть стояти навіть більш ніж 1000 cc/min.
Вибір форсунки для інжекторного двигуна базується, в основному, на її продуктивності. Від цього показника залежить стійка робота двигуна на різних режимах роботи. І якість розпилювання палива (залежить від кількості отворів), що впливає на потужність двигуна і витрати палива. У даному матеріалі ми покажемо, як правильно вибирати продуктивність форсунки, а також наведемо довідкову таблицю для різних виробників і автомобілів.
Необхідність у розрахунку продуктивності форсунки може виникнути при тюнінгу двигуна або його заміні. Адже правильно підібрані форсунки є запорукою ефективної роботи мотора, хороших динамічних характеристик автомобіля та економії палива.
Розрахунок продуктивності форсунок
Стандартне тиск, на який розраховані більшість форсунок — 3 Бару. Проте якщо змінити тиск в паливній системі, то автоматично зміниться і витрата палива, що проходить через форсунку. Це найбільш простий метод збільшення її продуктивності.
Для початку визначимося з поняттями. Статична продуктивність форсунок — це кількість палива, що протікає через повністю відкритий її канал за одиницю часу при певному тиску. Одиниця виміру цієї величини — грам в хвилину (м/хв). Для того, щоб перевести значення g/min в cc/min необхідно скористатися значенням щільності бензину, яка залежить від октанового числа. Так, для А76 — 0,730 г/см3, АІ92 — 0,748 г/см3, АІ95 — 0,758 г/см3, АИ98 — 0,780 г/см3. Зазначені величини в таблицях виробники наводять для тиску 3 кгс/см2, якщо не визначені інші умови, а щільність палива ~0,755 г/см3 (середнє за нормальних умов).
При підборі форсунки по продуктивності необхідно вибирати модель, яка буде на 10…15% більше від розрахованого значення. При цьому бажано, щоб її динамічний діапазон, тобто час відкриття, було мінімальним, а лінійний діапазон роботи — як можна більш широким. Також необхідно вибирати форсунку з максимальною кількістю отворів. Чим їх більше — тим краще. Якщо у форсунці багато отворів — це підвищує динамічні характеристики автомобіля, а також зменшує витрату палива.
Що стосується динамічної характеристики форсунки, то під цим визначенням розуміють час затримки відкриття форсунки при даному напрузі в електромережі автомобіля. Цю величину необхідно налаштовувати за допомогою ЕБУ під конкретні умови роботи. Крім цього, вона буде працювати по-різному і при різних режимах роботи двигуна.
Розрахунок форсунок
Продуктивність форсунки
Форсунки також вибираються по внутрішньому опору. Вони бувають низькоомні та високоомні. В першому випадку значення електричного опору буде перебувати в межах 3…6 Ом, а в другому — 12…16 Ом. Однак у деяких моделей можуть бути також інші значення.
Однак при виборі форсунок необхідно виходити не тільки з передбачуваної потужності двигуна. Справа в тому, що з великою часткою ймовірності вам доведеться замінити і паливний насос, оскільки продуктивності старого вам може не вистачити. В режимах міської їзди машина вам може це пробачити, але якщо ви виїдете на трасу, і будете їхати на великій швидкості, то велика частка ймовірності виходу форсунок або бензонасоса з ладу. Це відбувається із-за значного збідніння суміші на високих оборотах.
Далі наводимо для вас методики розрахунку продуктивності форсунки і відповідності паливного насоса. На відміну від більшості наведених в інтернеті алгоритмів, в даних методиках враховується масовий витрата повітря, коефіцієнти запасу та інша інформація, необхідна для правильного вибору устаткування.
Облік масової витрати повітря (далі МРВ), використовуваного двигуном, дозволить нам зрозуміти, скільки палива витрачає встановлена на даний момент форсунка. Ці дані необхідні, по-перше, для подальшого підбору нової форсунки, а по-друге, для перевірки відповідності встановленого паливного насоса. Адже найчастіше при установці нової форсунки потужності старого насоса може просто не вистачити.
Склад суміші для звичайного атмосферного мотора зазвичай знаходиться в межах 12…12,5. При цьому також потрібно взяти запас міцності по форсунок з коефіцієнтом 1,1…1,15. Для турбірованних двигунів склад суміші буде близько 11,5, коефіцієнт запасу міцності форсунок — 1,15…1,2.
Враховуючи наведену вище інформацію, продуктивність встановленої форсунки обчислюється за наступною емпіричною формулою:
Наведемо приклад. Ми знаємо, що масовий витрата повітря дорівнює 360 кг/год кількість форсунок — 4, склад суміші — 12,5 (атмосферник), коефіцієнт запасу для форсунки приймемо рівним 1,1. Підставивши ці значення у формулу, отримаємо:
Для обчислення продуктивності в звичних см3/хв необхідно отримане значення розділити на щільність палива. Допускаємо, що бензин у нас АІ95 з щільністю 0,758 г/см3. Тобто, 132/0,758 = 174 см3/хв.
Однак найчастіше при тюнинге кількість масової витрати повітря водієві невідомо. Тому багато хто користується більш простий, але досить точною формулою:
У цій формулі коефіцієнт завантаженості (його ще називають дьюті-запас) — це кількість часу, коли форсунка відкрита протягом двох обертів колінчастого валу. Це значення може змінюватися, однак практично ніколи не перевищує 80%. Справа в тому, що якщо цей коефіцієнт буде вище, то форсунка не здатна забезпечувати точне дозування подачі палива. А величина BSFC (Brake Specific Fuel Consumption) — це кількість палива, яке витрачає двигун в годину для вироблення потужності. Вимірюється в кг/(кВт*год).
Що стосується значення BSFC, то для атмосферних ДВС він становить:
- сток — 0,4;
- тюнінг — 0,4…0,45;
- спорт — 0,45…0,52.
Якщо на вашій машині турбований двигун, то:
- сток — 0,6;
- тюнінг — 0,6…0,65 (малий наддув);
- спорт — 0,7…0,75 (великий наддув).
Наведена вище формула справедлива при нормальному тиску в паливній системі, що дорівнює 3 Бари. Пропонуємо вам скористатися онлайн-калькулятором для проведення відповідних обчислень:
Пропонуємо вам скористатися ще одним онлайн-калькулятором, за допомогою якого ви зможете розрахувати продуктивність форсунок при зміненому тиску:
