Home / Colectia 2016 / MODUL DE FUNCTIONARE AL MOTORULUI DIESEL CU INJECTIE DIRECTA

MODUL DE FUNCTIONARE AL MOTORULUI DIESEL CU INJECTIE DIRECTA

Sistemul de injectie al unui motor cu aprindere prin comprimare (diesel) este alcatuit in principal dintr-o pompa de injectie, rampa comuna, injector si conductele de legatura.

Description With the CRS2.2 common-rail system, which is derived from passenger-car applications, Bosch offers a cost-efficient and reliable solution for smaller diesel engines with a displacement of up to three liters. This system allows the fuel consumption - and thus the operating costs - of commercial vehicles to be reduced further.

Sistem de injectie Bosch CRS2.2

Elementele componente ale sistemului:
1. pompa de inalta presiune
2. rampa comuna
3. injectoare

Un sistem de injectie este proiectat astfel incat sa indeplineasca mai multe functii:
• sa dozeze cantitatea de combustibil pe ciclu in functie de regimul de functionare al motorului;
• sa creeze o presiune ridicata a combustibilului pentru a face posibila pulverizarea;
• sa asigure pulverizarea li distributia combustibilul in camera de ardere;
• sa initieze injectia de combustibil la un moment bine determinat pe ciclu si sa asigure o durata a injectiei determinata;
• sa asigure dozarea egala a combustibilului intre mai multi cilindrii.

      Scurt istoric al injectiei de motorina pentru automobile
1897: Rudolf Diesel construieste primul prototip functional de motor.
1908: Prosper L’Orange impreuna cu Deutz dezvolta o pompa de injectie cu injector
1930: Primul automobil echipat cu un motor diesel construit de Cummins
1933: Citroen Rosalie – primul automobil european prototip cu motor diesel
1936: Mercedes-Benz 260D primul automobil de serie cu motor diesel
1968: Peugeot introduce primul 204 cu motor diesel montat transversal si tractiune pe puntea fata
1986: Bosch lanseaza EDC pe modelul BMW 524D
1994: Bosch produce sistemele de injectie pompa injector
1997: Alfa Romeo 156 – primul automobil cu sistem de injectie cu rampa comuna (Common Rail)
2007: BMW lanseaza pe modelele de serie sisteme de injectie cu rampa comuna cu presiunea de injectie maxima de 2000 bari

La nivel mondial exista patru mari producatori de sisteme de injectie pentru automobile. Piata este impartita de Bosch, Continental, Delphi, si Denso. De asemenea automobilele din grupul Fiat echipeaza unele din motoarele sale cu sisteme de injectie produse de Magneti Marelli.
Sistemele de injectie pentru motoare diesel se pot clasifica in functie de o multitudine de criterii. in prezentul articol vom discuta despre sisteme de injectie directa si indirecta, evolutia si tipul acestora precum si despre modul de functionare al fiecarei componente.

     Tipuri de sisteme de injectie (din punct de vedere al injectiei combustibilului)
Injectia indirecta (cu pre-camera)
La motoarele diesel cu injectie indirecta combustibilul este injectat intr-o precamera supraincalzita. Aprinderea combustibilului este initiata in precamera iar apoi este propagata in cilindru unde are loc arderea propriu-zisa a amestecului aer-combustibil. Pre-camera reprezinta aproximativ 40% din volumul total al camerei de ardere.
index

 

 

 

 

 

 
Foto: Sistem de injectie indirecta diesel cu pre-camera
Sursa: Bosch

  Elementele componente ale sistemului de injectie:
1. injector
2. bujie incandescenta
3. pre-camera
4. chiulasa
5. cilindru

Pre-camera este atent conceputa pentru a asigura amestecarea corespunzatoare a combustibilului pulverizat cu aerul comprimat supraincalzit. Astfel se reduce viteza de ardere care are ca efect reducerea zgomotului datorat arderii precum si a solicitarilor mecanice asupra pieselor motorului. Cu toate acestea utilizarea unei pre-camere are dezavantajele unor pierderi aditionale de caldura care se traduce intr-un randament mai mic. in plus pre-camera necesita utilizarea unor bujii incandescente pentru a facilita pornirea.

In cazul injectiei indirecte aerul se misca cu viteza ridicata imbunatatind astfel omogenizarea amestecului aer-combustibil. Acest avantaj simplifica constructia injectorului si permite utilizarea de motoare cu capacitate cilindrica mai mica, cu tolerante de constructie mai permisive deci mai putin costisitoare si mai fiabile.

Prin comparatie sistemele de injectie directa combina miscare mai lenta a aerului cu miscare rapida a combustibilului injectate la o presiune mare.

Avantajele utilizarii injectiei indirecte sunt urmatoarele:
• se poate utiliza la motoarele cu capacitate cilindrica mica
• presiunea de injectie necesara este relativ scazuta (100-300 bari) deci costul unui injector este redus
• turatia maxima a motorului poate atinge valori de 6000 rot/min datorita arderii divizate

Dezavantajele utilizarii unei astfel de solutii se rezuma la:
• consum specific ridicat datorita pierderilor prin caldura si a pierderilor de presiune in timpul arderii
• tensiuni termice si mecanice concentrate pe anumite portiuni ale pistonului si a camerei de ardere ce conduc la limitarea puterii maxime ce poate fi obtinuta din motor

Solutia de injectie indirecta cu pre-camera a fost utilizata incepand cu anii 1920. Tehnologia de injectie directa era cunoscuta la aceea vreme dar se utiliza in general doar pe camioane. Motivul era zgomotul si vibratiile puternice specifice injectiei directe, fenomene mai putin controlabile la aceea vreme. Pe motoarele diesel moderne injectia indirecta nu se mai utilizeaza in principal datorita consumului specific ridicat si in al doilea rand datorita limitarii performantelor dinamice.

Injectia directa
De retinut ca motoarele diesel moderne sunt in exclusivitate cu injectie directa! Spre deosebire de injectia indirecta, la care combustibilul se injecteaza intr-o pre-camera, la injectia directa motorina se injecteaza direct in cilindru. Procesul de injectie este caracterizate de pulverizarea combustibilului, incalzirea, evaporarea si amestecul acestuia cu aerul. Specific motoarelor diesel cu injectie directa sunt presiunile mari ale combustibilului (pana la 2000 bari) si rapoartele mari de comprimare (17-19).

Description Cross-section through the cylinder-head of a diesel engine with Bosch direct fuel injection.

Foto: Sistem de injectie directa diesel
Sursa: Bosch

O caracteristica specifica motoarelor diesel cu injectie directa este forma pistonului. Camera de ardere este formata in principal de cavitatea din capul pistonului care de cele mai multe ori are forma sectiunii asemanatoare cu litera greceasca omega.

Sistemele de injectie pentru un motor diesel
Motoarele diesel sunt caracterizate in principal de randament ridicat, in comparatie cu motoarele pe benzina, ceea ce conduce la un consum mai scazut de combustibil. Reglementarile tot mai stricte in ceea ce priveste emisiile poluante, zgomotul si nevoia de reducere a consumului de combustibil au facut ca sistemele de injectie sa evolueze in mod considerabil.

Sistemele de injectie de motorina, mai ales cele cu injectie directa, necesita presiuni mari ale combustibilului. Din acest motiv toate pompele de injectie trebuie sa fie de tipul cu piston, deoarece numai o astfel de pompa asigura presiunea necesara pentru pulverizare

In cazul automobilelor cu motoare diesel sunt utilizate mai multe tipuri de sisteme de injectie. Primele tipuri utilizate, incepand cu anii 1930, sunt cele cu pompe de injectie cu elemente in linie. Generatiile urmatoare de sisteme, din anii 1970, sunt cu pompe cu distribuitor rotativ. Din 1997 sistemele de injectie cu rampa comuna incep sa echipeze motoarele diesel.

Sistem de injectie cu pompa cu elemente in linie
Primele tipuri de sisteme de injectie sunt reprezentate de cele cu pompe cu elemente in linie.

 

Description In 1927 Bosch delivered the very first diesel injection pumps in the world to go into series production. They were used in trucks.

 

 

 

 

 

 

 

 

Pompa de injectie diesel Bosch cu elemente in linie M – varianta cu control mecanic

Elementele componente ale pompei:
1. cremaliera de comanda
2. arbore cu came de antrenare
3. racorduri injectoare

(continuarea in nr. 04/2016 al revistei AutoTehnica)

About xmeditor

Check Also

Functionarea si remedierea defectelor mecanismului de servodirectie hidraulic

Functionarea si remedierea defectelor mecanismului de servodirectie hidraulic Sistemul de asistare (electric, hidraulic sau electrohidraulic) …