Erregai-injekzioa gasolina-motorretan. Abantailak, desabantailak eta arazo posibleak

Injekzio-sistema motak motorraren parametroak eta funtzionamendu-kostuak zehazten ditu. Autoaren dinamikan, erregai-kontsumoan, ihes-isurietan eta mantentze-kostuetan eragiten du.

Barne-errekuntzako motor batean gasolina injekzioaren aplikazio praktikoaren historia garraioan Lehen Mundu Gerraren aurreko garaikoa da. Orduan ere, hegazkinak motorren eraginkortasuna hobetu eta hegazkinaren hainbat posiziotan potentzia-arazoak gainditzeko soluzio berriak bilatzen zituen premiazkoa. Erregai-injekzioa, 8ko Frantziako V1903 hegazkin-motorrean agertu zena, erabilgarria izan zen. 1930. urtera arte ez zen erregai-injektatutako Mercedes 1951 SL-a estreinatu, esparruan aitzindaritzat jotzen dena. Hala ere, kirol bertsioan, gasolina injekzio zuzena zuen lehen autoa izan zen.

Erregaiaren injekzio elektronikoa 300ean erabili zen lehen aldiz 1958ko Chrysler motor batean.Gaolina puntu anitzeko injekzioa autoetan agertzen hasi zen 1981ean, baina luxuzko modeloetan erabiltzen zen gehienbat. Dagoeneko presio handiko ponpa elektrikoak erabiltzen ziren presio egokia bermatzeko, baina kontrola mekanikoen ardura zen oraindik, eta 600an ahanzturan geratu ziren Mercedesen ekoizpena amaitu zenean. Injekzio sistemak garestiak ziren oraindik eta ez ziren auto merke eta ezagunetara aldatu. Baina XNUMXetan auto guztietan bihurgailu katalitikoak instalatzea beharrezkoa izan zenean, haien klasea edozein izanda ere, injekzio mota merkeago bat garatu behar izan zen.

Katalizatzaile baten presentziak nahastearen konposizioaren kontrol zehatzagoa eskatzen zuen karburatzaileak eman zezakeen baino. Horrela sortu zen puntu bakarreko injekzioa, "puntu anitzeko" bertsio eskasa, baina nahikoa auto merkeen beharretarako. Laurogeita hamarreko hamarkadaren amaieratik, merkatutik desagertzen hasi zen, puntu anitzeko injektoreek ordezkatuta, gaur egun automobilgintzako motorretan erregai-sistema ezagunena direnak. 1996an, erregai zuzeneko injekzioak bere debuta egin zuen Mitsubishi Carisma-n. Teknologia berriak hobekuntza serioa behar zuen eta hasieran jarraitzaile gutxi aurkitu zituen.

Hala ere, ihes-gasen estandar gero eta zorrotzagoen aurrean, hasiera-hasieratik automobilgintzako erregai-sistemen aurrerapenean eragin handia izan zutenak, diseinatzaileek azkenean gasolina injekzio zuzenera pasatu behar izan zuten. Azken konponbideetan, orain arte gutxitan, bi gasolina injekzio mota konbinatzen dituzte: zeharkako puntu anitzekoa eta zuzena.    

Zeharkako puntu bakarreko injekzioa

Puntu bakarreko injekzio sistemetan, motorra injektore bakar batek elikatzen du. Sarrerako kolektorearen sarreran instalatzen da. Erregaia 1 bar inguruko presiopean hornitzen da. Atomizatutako erregaia airearekin nahasten da banakako zilindroetara doazen kanalen sarrerako ataken aurrean.

Erregai-aire nahasketa kanaletara xurgatzen da zilindro bakoitzeko nahasketa zehatzik dosifikatu gabe. Kanalen luzeraren eta akaberen kalitatearen desberdintasunak direla eta, zilindroen elikadura-hornidura irregularra da. Baina onurak ere badaude. Erregaiaren nahasketak airearekin toberatik errekuntza-ganberarako bidea luzea denez, erregaia ondo lurrun daiteke motorra behar bezala berotzen denean. Eguraldi hotzean, erregaia ez da lurruntzen, zurdak kolektoreen hormetan kondentsatzen dira eta partzialki errekuntza-ganbera sartzen dira tanta moduan. Modu honetan, ezin da guztiz kiskatu lan-zikloan, eta horrek motorraren eraginkortasun baxua dakar berotze-fasean.

Horren ondorioa erregaiaren kontsumoa handitzea eta ihes-gasen toxikotasun handia da. Puntu bakarreko injekzio sinplea eta merkea da, ez du pieza askorik behar, tobera konplexuak eta kontrol sistema aurreratuak. Ekoizpen-kostu baxuek ibilgailuen prezioa txikiagoa dakar, eta puntu bakarreko injekzioarekin konponketak errazak dira. Injekzio mota hau ez da erabiltzen bidaiarien autoen motor modernoetan. Diseinu atzerakoia duten modeloetan bakarrik aurki daiteke, Europatik kanpo ekoitzi arren. Adibide bat Samand iraniarra da.

pribilegioak

– Diseinu sinplea

– Produkzio- eta mantentze-kostu txikiak

– Motor beroa dagoenean ihes-gasen toxikotasun txikia

akatsak

– Erregaia dosifikatzeko zehaztasun txikia

– Erregai-kontsumo altu samarra

– Ihes-gasen toxikotasun handia motorraren berotze-fasean

– Errendimendu eskasa motorraren dinamikari dagokionez

Zeharkako puntu anitzeko injekzioa

Puntu bakarreko zeharkako injekzioaren luzapena puntu anitzeko zeharkako injekzioa da, sarrerako portu bakoitzean injektore batekin. Erregaia gasaren ondoren ematen da, sarrera-balbularen aurretik.Injektoreak zilindroetatik gertuago daude, baina aire/erregaiaren nahasketaren ibilbidea nahikoa luzea da oraindik erregaia motor bero batean lurruntzeko. Bestalde, berokuntza-faseak sarrera-hutsaren hormetan kondentsatzeko joera txikiagoa du, toberaren eta zilindroaren arteko distantzia laburragoa baita. Puntu anitzeko sistemetan, erregaia 2 eta 4 bar arteko presioan ematen da.

Zilindro bakoitzeko injektore bereizi batek diseinatzaileei aukera guztiz berriak ematen dizkie motorraren dinamika areagotzeko, erregaiaren kontsumoa murrizteko eta ihes-isuriak murrizteko. Hasieran, ez zen kontrol sistema aurreraturik erabiltzen, eta tobera guztiek erregaia neurtzen zuten aldi berean. Irtenbide hori ez zen optimoa, injekzio momentua ez baitzen zilindro guztietan unerik onuragarrienean gertatzen (hartu-balbula itxia jotzen zuenean). Elektronikaren garapenak soilik ahalbidetu zuen kontrol sistema aurreratuagoak eraikitzea, eta horri esker injekzioa zehaztasun handiagoz funtzionatzen hasi zen.

Hasieran, toberak binaka irekitzen ziren, gero erregaiaren injekzio sistema sekuentziala garatu zen, zeinetan tobera bakoitza bereizita irekitzen den, zilindro jakin baterako momenturik egokienan. Irtenbide honek trazu bakoitzeko erregai-dosia zehatz-mehatz hautatzeko aukera ematen du. Puntu anitzeko serieko sistema puntu bakarreko sistema baino askoz konplexuagoa da, garestiagoa fabrikatzen eta garestiagoa mantentzea. Hala ere, motorraren eraginkortasuna nabarmen handitzeko aukera ematen du erregai-kontsumo gutxiagorekin eta ihes-gasen toxikotasun gutxiagorekin.

pribilegioak

– Erregaia dosifikatzeko zehaztasun handia

– Erregai-kontsumo txikia

– Aukera asko motorraren dinamikari dagokionez

– Ihes-gasen toxikotasun txikia

akatsak

- Diseinuaren konplexutasun nabarmena

– Ekoizpen eta mantentze-kostu nahiko handiak

Injekzio zuzena

Soluzio honetan, injektorea zilindroan instalatzen da eta erregaia zuzenean injektatzen du errekuntza-ganbera. Alde batetik, oso onuragarria da, pistoiaren gaineko erregai-aire karga oso azkar ordezkatzeko aukera ematen baitu. Gainera, erregai nahiko hotzak pistoiaren koroa eta zilindroen hormak ondo hozten ditu, beraz, konpresio-erlazioa handitu eta motorraren eraginkortasun handiagoa lor daiteke errekuntza kaltegarrien kolpeen beldurrik gabe.

Injekzio zuzeneko motorrak aire/erregai nahasketa oso giharrak erretzeko diseinatuta daude, motorraren karga baxuetan, erregai kontsumo oso baxua lortzeko. Hala ere, ondorioztatu zen horrek arazoak sortzen dituela ihes gasetan nitrogeno oxidoen gehiegizkoarekin, eta garbiketa-sistema egokiak instalatzea beharrezkoa dela kentzeko. Diseinatzaileek nitrogeno oxidoei bi modutara aurre egiten diete: bultzada gehituz eta tamaina murriztuz edo bi faseko toberen sistema konplexu bat instalatuz. Praktikak ere erakusten du erregaiaren injekzio zuzenarekin karbono-gordailuen fenomeno desegokia zilindroen sarrera-hodietan eta sarrera-balbulen zurtoinetan (motorearen dinamika gutxitzea, erregaiaren kontsumoa handitzea).

Hau da, sarrerako atakak eta sarrerako balbulak ez direlako aire/erregaiaren nahasketarekin garbitzen zeharkako injekzioarekin bezala. Hori dela eta, ez dira garbitzen karteraren aireztapen-sistematik xurgatze-sistemara sartzen diren olio-partikula finak. Olioaren ezpurutasunak tenperaturaren eraginez gogortu egiten dira, gero eta lodiagoa den sedimentu geruza bat sortuz.

pribilegioak

– Erregaia dosifikatzeko zehaztasun oso handia

– Nahaste giharrak erretzeko aukera

– Motorraren dinamika oso ona erregai-kontsumo txikiarekin

akatsak

- Diseinu oso konplexua

– Produkzio- eta mantentze-kostu oso altuak

– Ihes-gasetan nitrogeno-oxidoen gehiegizko arazoak

- Hartze-sisteman karbono-gordailuak

Injekzio bikoitza - zuzena eta zeharkakoa

Injekzio sistema mistoaren diseinuak zeharkako eta zuzeneko injekzioa aprobetxatzen du. Zuzeneko injekzio motorra hotza denean funtzionatzen du. Erregai/aire nahasketa pistoiaren gainetik isurtzen da zuzenean eta kondentsazioa baztertzen da. Motorra berotzen eta karga arinean martxan dagoenean (abiadura etengabeko gidatzea, azelerazio leuna), zuzeneko injekzioek funtzionatzeari uzten diote eta puntu anitzeko zeharkako injekzioek bere eginkizuna hartzen dute. Erregaia hobeto lurruntzen da, zuzeneko injekzio-sistema oso garestiek ez dute funtzionatzen eta ez dira higatzen, sarrerako balbulak erregai-aire nahasketarekin garbitzen dira, eta, beraz, ez dira haien gainean gordailuak sortzen. Motorraren karga handietan (azelerazio gogorrak, gidatze azkarra), zuzeneko injekzioa berriro pizten da, eta horrek zilindroak oso azkar betetzea bermatzen du.

pribilegioak

– Erregaien dosifikazio oso zehatza

– Motorraren entrega optimoa baldintza guztietan

– Motorraren dinamika oso ona erregai-kontsumo txikiarekin

– Hartu-sisteman karbono-gordailuak ez

akatsak

- Diseinuaren konplexutasun handia

– Ekoizpen eta mantentze kostu oso handiak